刚刚发表在《科学进展》(Science Advances) 上的研究 (我把它链接到你这里) 显示了传感器技术领域令人难以置信的飞跃。 大到令人困惑。 事实上，该文件介绍了一种光传感器，一种光电二极管，能够将光转换为电信号 具有令人难以置信的 200% 效率。
是的，您理解正确：该设备基于量子物理学，会产生比接收到的更多的能量。别嗤之以鼻，我已经做到了：然而，研究就在那里。
有一天它可能会导致不需要电源的健康监测系统，或者谁知道还有什么： 但让我们一步步来。
光电二极管的工作原理
当谈论光电二极管时，效率是指 可以转换成电信号的光粒子数。 但科学家们考虑了一个更具体的方面：光电子的产量。总之，光子撞击光传感器产生的电子数量。
这种类型的产率由所谓的量子效率决定，即材料在基本水平上产生带电粒子的能力。 “光电二极管世界中最重要的是量子效率，”他证实 雷内·詹森埃因霍温大学化学工程师。 “重要的不是太阳能总量，而是二极管转换成电子的光子数量。”正是这种量子效率决定了光电子的产量，从而决定了光电二极管的有效性。
破纪录的光传感器
研究小组通过组装一种结合了两种太阳能电池的装置开始了这项研究：钙钛矿电池和有机电池。 结果是最初令人惊讶的 70% 的量子效率：这个已经非常令人鼓舞的起点促使研究人员走得更远，引入额外的绿光以尝试进一步提高设备的性能。
看来他们成功了： 事实上，该设备超出了所有人的预期。光电二极管的量子效率提高到了 200%，虽然尚不完全清楚为什么会出现这种提高，但研究人员有一些假设。
当光子撞击光电二极管材料时，电子会被激发并迁移，从而产生可转化为电流的电荷积聚。
“我们假设引入绿光可以将电子释放到钙钛矿层上，” 骰子 化学工程师 里卡多·奥莱罗埃因霍温理工大学的研究作者之一。 “只有当光子撞击不同的层时，这些电子才会转化为电流。”
换句话说，每次红外光子转换为电子时，它都会得到一个“奖励”电子的“陪伴”，这可以解释令人难以置信的 200%（甚至可能更高）的效率。
“不可能”的光传感器：为什么它如此重要
仍有许多问题需要解答，研究仍在继续，但从中期来看，它可以为清洁能源的未来带来令人兴奋的发展。
在不久的将来，这项技术的积极影响可能是： 在诊断领域. 这种高效的光传感器甚至可以在更远的距离检测到最轻微的光变化，这使其特别适用于测量心率和血压。
研究小组使用这种超薄光电二极管（比一张报纸薄一百倍）来测量一米多距离处手指反射的红外光的变化。从那里，您可以衡量很多东西。
在将来
这样的技术可以让一个人在不佩戴设备的情况下远程了解自己的生命状况。
无需触摸任何东西，即可观察血压、心率和呼吸频率等参数。 甚至没有智能手表。 这可以简单地通过在基于像这样的光传感器的设备的范围内来完成。
确实是“万物皆明”之说。
