Холандски тим развија 200 посто ефикасну фотодиоду

Недавно је група истраживача са Технолошког универзитета у Ајндховену („ТУ/е“) и Холст центра, подружнице ТНО у Холандији, развила фотодиоду са рекордном осетљивошћу и излазном стопом фотоелектрона од више од 200 процената. користећи зелено светло и дизајн двослојне батерије. Резултати су објављени у часопису Сциенце Адванцес.
Последњих година, соларни панели са више наслаганих ћелија често постављају рекорде у ефикасности излаза и конверзије. Рикардо Олеаро, докторски истраживач на Технолошком универзитету у Ајндховену у Холандији, истиче да се 200-постотни излаз фотоелектрона не односи на нормалну енергетску ефикасност. У свету фотодиода је квантна ефикасност та која се рачуна. Уместо бројања укупне количине сунчеве енергије, он броји број фотона које диода претвара у електроне.
Да би фотодиода исправно радила, морају бити испуњена два услова: прво, требало би да минимизира количину струје која се генерише у одсуству светлости, позната као тамна струја – и што је тамна струја мања, то је диода осетљивија. Друго, требало би да буде у стању да разликује ниво позадинске буке од повезаног инфрацрвеног светла. Нажалост, ове две ствари се обично не дешавају у исто време.
Холст центар је истраживачки институт специјализован за бежичне и штампане сензорске технологије. У горе наведеној сарадњи, Рикардо Олеаро је радио са тимом фотодетектора Холст центра на изради тандем диоде.
Овај тандем диодни уређај комбинује халкогенидне и органске фотонапонске ћелије како би оптимизовао перформансе соларне ћелије, која достиже ефикасност од 70 процената. Касније су користили зелено светло као помоћ и на крају повећали ефикасност блиске инфрацрвене светлости на више од 200 процената.
Истраживачи су анализирали да је то углавном зато што додатно зелено светло доводи до накупљања електрона у слоју халкогенида. Ово делује као резервоар наелектрисања који се ослобађа када инфрацрвени фотон апсорбује органски слој - другим речима, за сваки инфрацрвени фотон који прође и конвертује се у електрон, он прима пратећи додатни електрон, што резултира ефикасношћу. од 200 посто или више.
Тим је тестирао горњи тандем фотодиодни уређај и показао да је погодан за флексибилне уређаје у лабораторији, способне да ухвате суптилне сигнале, као што су људско срце или брзина дисања, у окружењима са реалистичним позадинским светлом. Истраживачи су поставили уређај 130 центиметара од свог прста и били су у стању да открију мале промене у количини инфрацрвене светлости која се рефлектује назад на диоду.
Истраживачи желе да виде да ли се уређај може додатно побољшати и да истраже да ли се уређај може клинички тестирати, на пример тако што ће га учинити бржим. Такође је познато да пројекат „ФОРСЕЕ“ који води истраживач ТУ/е Света Зингер ради са болницом Цатхарина у Ајндховену на развоју паметне камере која може да посматра срчану и респираторну брзину пацијента.