據外媒報導，阿爾託大學的研究人員開發了一種光電設備，其外部量子效率高達132%。這聽起來不大可能實現的壯舉則是通過利用納米結構黑矽來實現的，這可能是太陽能電池和其他光電探測器的重大突破。如果一個假設的光伏器件擁有一個100%的外部量子效率，那就意味著每一個光子撞擊它就會產生一個電子，電子則通過電路以電的形式被收集。

而這種新設備不僅達到了100%的效率，而且超過了100%。132%意味著平均每個光子得到1.32個電子。其以黑色矽為活性材料，具有錐狀和柱狀的納米結構，可以吸收紫外光。

顯然你不可能憑空多出0.32個電子，畢竟物理學規定能量不能憑空產生，那麼這些多餘的電子是從哪裡來的呢？

這一切都歸結於光伏材料的一般工作原理。當入射光的光子撞擊活性物質–通常是矽時，它會從其中一個原子中撞擊出一個電子。但在某些情況下，一個高能光子可以碰撞出兩個電子且不違反任何物理定律。

毫無疑問，利用這種現象可以非常有助於改善太陽能電池的設計。在許多光電材料中，效率會以多種方式喪失，包括光子從器件反射出去，或電子在被電路收集之前跟原子中留下的“空穴”重新結合。

但阿爾托團隊表示，他們在很大程度上消除了這些障礙。黑色矽能比其他材料吸收更多的光子，錐形和柱狀納米結構減少了材料表面的電子復合。

總體來說，這些進步使得器件的外部量子效率達到了130%。該團隊的研究結果甚至還得到了德國國家計量研究所–PTB（德國聯邦物理研究院）的獨立驗證。

研究人員稱，這種創紀錄的效率基本上可以改善任何光電探測器的性能，包括太陽能電池和其他光傳感器，而且新的探測器已經被用於商業用途。

相關研究報告已發表在《Physical Review Letters》上。