Yn ôl rhwydwaith sefydliad y ffisegwyr, adroddwyd yn ddiweddar fod ymchwilwyr o'r Ffindir wedi datblygu ffotosynhwyrydd silicon du gydag effeithlonrwydd cwantwm allanol o 130%, sef y tro cyntaf i effeithlonrwydd dyfeisiau ffotofoltäig fod yn fwy na'r terfyn damcaniaethol o 100%, a disgwylir i hyn wella effeithlonrwydd dyfeisiau canfod ffotodrydanol yn fawr, a defnyddir y dyfeisiau hyn yn helaeth mewn ceir, ffonau symudol, oriorau clyfar ac offer meddygol.
Mae ffotosynhwyrydd yn synhwyrydd a all fesur golau neu ynni electromagnetig arall, trosi ffotonau yn gerrynt trydanol, ac mae'r ffotonau sy'n cael eu hamsugno yn ffurfio parau electron-twll. Mae'r ffotosynhwyrydd yn cynnwys ffotodiod a ffototransistor, ac ati. Defnyddir effeithlonrwydd cwantwm i ddiffinio canran y ffotonau a dderbynnir gan ddyfais fel ffotosynhwyrydd yn bâr electron-twll, hynny yw, mae'r effeithlonrwydd cwantwm yn hafal i nifer yr electronau a gynhyrchir gan ffotonau wedi'u rhannu â nifer y ffotonau sy'n digwydd.
Pan fydd ffoton digwyddiadol yn cynhyrchu electron i gylched allanol, mae effeithlonrwydd cwantwm allanol y ddyfais yn 100% (a ystyriwyd yn flaenorol mai dyna'r terfyn damcaniaethol). Yn yr astudiaeth ddiweddaraf, roedd gan y ffotosynhwyrydd silicon du effeithlonrwydd o hyd at 130 y cant, sy'n golygu bod un ffoton digwyddiadol yn cynhyrchu tua 1.3 electron.
Yn ôl ymchwilwyr Prifysgol Aalto, yr arf cyfrinachol y tu ôl i'r datblygiad mawr hwn yw'r broses lluosi cludwr gwefr sy'n digwydd o fewn nanosstrwythur unigryw'r ffotosynhwyrydd silicon du, sy'n cael ei sbarduno gan ffotonau egni uchel. Yn flaenorol, nid oedd gwyddonwyr wedi gallu arsylwi'r ffenomen mewn dyfeisiau go iawn oherwydd bod presenoldeb colledion trydanol ac optegol wedi lleihau nifer yr electronau a gasglwyd. "Nid oes gan ein dyfeisiau nanostrwythuredig unrhyw ailgyfuno nac unrhyw golled adlewyrchiad, felly gallwn gasglu'r holl gludwyr gwefr wedi'u lluosi," eglurodd arweinydd yr astudiaeth, yr Athro Hera Severn.
Mae'r effeithlonrwydd hwn wedi'i wirio gan Sefydliad Technoleg Ffisegol Cymdeithas Fetroleg Genedlaethol yr Almaen (PTB), y gwasanaeth mesur mwyaf cywir a dibynadwy yn Ewrop.
Mae'r ymchwilwyr yn nodi bod yr effeithlonrwydd record hwn yn golygu y gall gwyddonwyr wella perfformiad dyfeisiau canfod ffotodrydanol yn fawr.
“Mae ein synwyryddion wedi creu llawer o ddiddordeb, yn enwedig ym meysydd biodechnoleg a monitro prosesau diwydiannol,” meddai Dr. Mikko Juntuna, Prif Swyddog Gweithredol ElfysInc, cwmni sy’n eiddo i Brifysgol Aalto. Dywedir eu bod wedi dechrau cynhyrchu synwyryddion o’r fath at ddefnydd masnachol.
Amser postio: Gorff-11-2023