Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Naukowcy pomagają półprzewodnikom znaleźć chłodniejszy sposób na relaksację

ghost666 07 Sep 2021 18:25 426 2
  • Naukowcy pomagają półprzewodnikom znaleźć chłodniejszy sposób na relaksację
    Inżynieria przerwy energetycznej półprzewodników może poprawić sprawność urządzeń optoelektronicznych. Prace te mają na celu okiełznanie energii „gorących” elektronów, jak pokazują badania przeprowadzone przez naukowców z KAUST (na zdjęciu).

    Półprzewodniki mają charakterystyczną właściwość zwaną pasmem wzbronionym, która zasadniczo jest zakresem zabronionych energii elektronów. Elektrony o energii powyżej górne krawędzi pasma wzbronionego mogą swobodnie poruszać się w materiale, podczas gdy te znajdujące się poniżej dołu pasma wzbronionego nie, a elektrony z energią pomiędzy nimi nie mogą w ogóle istnieć w materiale.

    Ten prosty pomysł definiuje właściwości optyczne półprzewodnika. Energia pochłoniętego światła jest przekazywana elektronom. Większość wolnych elektronów w półprzewodniku ma energię bliską dolnej krawędzi pasma wzbronionego. Ale absorpcja fotonów o energii znacznie większej niż przerwa tworzy z kolei elektrony o znacznie wyższej energii, które są również nazywane "gorącymi elektronami".

    Zrozumienie procesu, w którym te tak zwane gorące elektrony relaksują do energii bliższej górnej krawędzi pasma wzbronionego, jest niezbędne do zrozumienia działania urządzeń do zbierania światła. Na przykład wydajność ogniwa słonecznego spada, jeśli ten ogromny nadmiar energii jest tracony w postaci ciepła. "Niezwykle trudne, jeśli nie niemożliwe, jest całkowite wykorzystanie energii tych gorących elektronów w rzeczywistych zastosowaniach urządzeń do zbierania energii światła ze względu na ich bardzo krótki czas życia" mówi materiałoznawca Omar Mohammed.

    Mohammed i jego koledzy wykorzystali inżynierię interfejsu i przerwy wzbronionej, aby spowolnić relaksację gorących nośników (elektronów i dziur) oraz znacznie wydłużyć ich żywotność. Zespół wykorzystał półprzewodnik znany jako perowskit z halogenku ołowiu. Zaprojektowali oni i wyprodukowali architektury składające się z wielu studni kwantowych: cienkiej warstwy półprzewodnika umieszczonej między warstwami pochłaniającymi światło z większą przerwą energetyczną. Porównali właściwości optyczne struktur, w których wszystkie dołki miały tę samą grubość, oraz struktury asymetryczne, w których zmieniały się szerokości dołków. Wykorzystali technikę zwaną przejściową, femtosekundową spektroskopię absorpcyjną w połączeniu z obliczeniami teoretycznymi, aby określić skalę czasową relaksacji gorących elektronów.

    Odkryli oni, że szybkość relaksacji silnie zależy od grubości studni kwantowej w asymetrycznej próbce, a relaksacja gorących nośników w asymetrycznych wielokrotnych studniach kwantowych była 12,5-krotnie wolniejsza w porównaniu z symetrycznymi wielokrotnymi studniami kwantowymi. "To nowe odkrycie zapewnia unikalną strategię znacznego spowolnienia chłodzenia gorących nośników w materiałach półprzewodnikowych w celu ich lepszego wykorzystania w zastosowaniach fotowoltaicznych" mówi doktor Partha Maity.

    Źródło: https://techxplore.com/news/2021-09-semiconductors-cooler.html

    Cool! Ranking DIY
    Ethernet jednoparowy (SPE) - rozwiązania w przemyśle. Szkolenie 29.09.2021r. g. 11.00 Zarejestruj się za darmo
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10556 posts with rating 8911, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • #2
    kudłaty79
    Level 15  
    Czy czasem polka Olga Malinkiewicz nie była ciut szybsza bo ona opracowała wytwarzanie tanią metodę drukowania ogniw PV właśnie opartych o perowskity.
    Zachowując odpowiednią wydajność i odporność na temperaturę.

    Chyba że oni odkryli zasadę działania a ona sposób wytarzania.
  • #3
    ghost666
    Translator, editor
    kudłaty79 wrote:
    Czy czasem polka Olga Malinkiewicz nie była ciut szybsza bo ona opracowała wytwarzanie tanią metodę drukowania ogniw PV właśnie opartych o perowskity.
    Zachowując odpowiednią wydajność i odporność na temperaturę.

    Chyba że oni odkryli zasadę działania a ona sposób wytarzania.


    Saule opracowało jakieś ogniwa PV na perowskitach, ale też nie byli w tym pierwsi. Pierwszi byli Japończycy (Tsutomu Miyasaka) i od tego czasu każdy cyzeluje technologię - architekturę, procesy depozycji, enkapsulację etc.

    W tym artykule chodzi nie o sam materiał, tylko o wykorzystanie studni kwantowych do spowolnienia relaksacji gorących nośników, żeby je wykorzystać i zwiększyć sprawność ogniwa.