Yn ôl y rhwydwaith sefydliad ffisegwyr adroddwyd yn ddiweddar bod ymchwilwyr y Ffindir wedi datblygu ffotodetector 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%, y disgwylir iddo fod yn fawr. gwella effeithlonrwydd dyfeisiau canfod ffotodrydanol, a defnyddir y dyfeisiau hyn yn eang mewn ceir, ffonau symudol, gwylio smart ac offer meddygol.
Synhwyrydd yw ffoto-synhwyrydd sy'n gallu mesur golau neu egni electromagnetig arall, trosi ffotonau yn gerrynt trydan, ac mae'r ffotonau sy'n cael eu hamsugno yn ffurfio parau tyllau electron. Mae'r ffotodetector yn cynnwys ffotodiode a ffototransistor, ac ati. Defnyddir effeithlonrwydd cwantwm i ddiffinio canran y ffotonau a dderbynnir gan ddyfais fel ffotodetector i mewn i bâr twll electron, hynny yw, mae'r effeithlonrwydd cwantwm yn hafal i nifer yr electronau ffotogeneredig wedi'u rhannu â nifer y ffotonau digwyddiad.
Pan fydd ffoton digwyddiad yn cynhyrchu electron i gylched allanol, mae effeithlonrwydd cwantwm allanol y ddyfais yn 100% (credir yn flaenorol mai dyma'r terfyn damcaniaethol). Yn yr astudiaeth ddiweddaraf, roedd gan y ffotodetector silicon du effeithlonrwydd o hyd at 130 y cant, sy'n golygu bod un ffoton digwyddiad yn cynhyrchu tua 1.3 electronau.
Yn ôl ymchwilwyr Prifysgol Aalto, yr arf cyfrinachol y tu ôl i'r datblygiad mawr hwn yw'r broses luosi gwefr-gludwr sy'n digwydd o fewn nanostrwythur unigryw'r ffotosynhwyrydd silicon du, sy'n cael ei sbarduno gan ffotonau ynni uchel. Yn flaenorol, nid oedd gwyddonwyr wedi gallu arsylwi ar y ffenomen mewn dyfeisiau go iawn oherwydd bod presenoldeb colledion trydanol ac optegol yn lleihau nifer yr electronau a gasglwyd. “Nid oes gan ein dyfeisiau nanostrwythuredig unrhyw ailgyfuno a dim colled adlewyrchiad, felly gallwn gasglu’r holl gludwyr gwefr luosog,” esboniodd 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 cofnod hwn yn golygu y gall gwyddonwyr wella perfformiad dyfeisiau canfod ffotodrydanol yn fawr.
“Mae ein synwyryddion wedi ennyn llawer o ddiddordeb, yn enwedig ym meysydd biotechnoleg 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