使用绿光和双层电池-“哈利·波特”光传感器实现200%高效率

知语 20230225

　　人们一般认为，超过100%的效率只有使用“哈利·波特”的魔法才会实现。而荷兰埃因霍温科技大学和霍尔斯特中心的一个研究团队，使用绿光和双层电池设计出一种光电二极管，其光电子产生率超过了200%。研究成果发表在最新一期《科学进展》上。

　　研究人员解释称，这听起来不可思议，但这里不是在谈论正常的能源效率，在光电二极管领域，重要的是量子效率。它计算的不是太阳能总量，而是二极管转换为电子的光子数。

　　光电二极管要正常工作，必须满足两个条件：首先应该尽量减少在没有光的情况下产生的电流，即所谓的暗电流，暗电流越小，二极管越灵敏；其次，它应该有从红外光中区分出背景光（噪音）的水平。不幸的是，这两件事通常不会同时发生。

　　研究团队为此创造了一种串联二极管，这是一种结合了钙钛矿和有机光伏电池的装置，这两层技术的使用让其达到70%的效率。然后，研究团队借助绿光来进一步提高效率。

　　之前研究发现，用额外的光照射太阳能电池可改变其量子效率，最新研究表明，这在提高光电二极管灵敏度方面的效果甚至比预期的还要好，近红外光的效率提高到200%以上。

　　研究人员解释说，额外的绿光会导致钙钛矿层中的电子积聚。当红外光子被有机层吸收时，它就像电荷库一样释放出来。换句话说，每一个红外光子通过并转化为电子，都会得到额外电子的陪伴，从而使效率达到200%或更高。

　　团队在实验室测试了光电二极管。二极管被放在距离手指130厘米的地方，研究人员能够检测到反射回二极管的红外光量的微小变化。这些变化能正确反映一个人静脉血压的变化，因此也指示了心率。当将二极管指向人的胸部时，还能够测量胸部轻微运动时的呼吸频率。

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