אוניברסיטת איינדהובן של טכנולוגיה יצרה פוטודיודה עם רעש נמוך כל כך (<10-6mA/cm2 זרם כהה) וטווח דינמי רחב (<150dB), שהוא יכול לזהות אופטית פעימות לב במרחק של 1.3 מטר.
חוקר TU Eindhoven Riccardo Ollearo עם הדופק באצבעו נמדד מרחוק על ידי פוטודיודת סרט דק
באמצעות אפקט מכפיל צילום בלתי צפוי, הוא יכול להשיג תפוקת פוטו-אלקטרון מעל 200% ב-850 ננומטר.
"אני יודע, זה נשמע מדהים", אמר חוקר הפרויקט פרופסור רנה יאנסן, "אבל אנחנו לא מדברים כאן על יעילות אנרגטית רגילה. מה שקובע בעולם הפוטודיודות הוא היעילות הקוונטית, מספר הפוטונים שהדיודה ממירה לאלקטרונים".
זו אינה פוטודיודת סיליקון, אלא מבנה טנדם סרט דק עם שכבה פוטו-אקטיבית של פרוסקיט הפונה לאור הנכנס, ותערובת של מוליכים למחצה תורם ומקבל אורגני (הטרוג'נקציה בתפזורת) מאחוריה.
המבנה מתוכנן להיות מסנן עצמי אופטית, כאשר הדיודה הקדמית סופגת אורך גל קצר מ-650 ננומטר, וחוסמת כל דבר מלבד אינפרא אדום מלהגיע לצומת ההטרו-ג'וינט האחורי של מרווח-הפס הצר.
כדי למנוע מתא הפרובסקיט הקדמי לתרום לזרם הפוטו, בין שתי השכבות הרגישות לצילום נמצאת שכבה אופטית-לא פעילה חשמלית פעילה (עשויה מ-'PFN-Br') החוסמת באופן סלקטיבי אלקטרונים שנוצרו בסרט הפרובסקיט בזמן מעבר חורים מהטרוג'נקן האורגני בפס צר - מה שהופך את התא לרגיש רק לאורכי הגל הארוכים יותר.
בסך הכל למבנה יש יעילות קוונטית חיצונית (EQE) בשיא של 70% ב-850 ננומטר (רוחב מלא בחצי מקסימום <100 ננומטר).
עם זאת, EQE, בכל הנוגע לאינפרא אדום הקרוב, רקיטה ל-220% אם התא מואר גם באור ירוק (60mW/cm2 במהירות 540 ננומטר).
למרות שהמנגנון לרווח זה לא הוכח, הצוות חושב שזה נובע מתאורה ירוקה הגורמת לאלקטרונים להתאסף בסרט הפרובסקיט, אשר מועברים לאחר מכן דרך מחסום PFN-Br כאשר חורים כמעט אינפרא-אדומים נוצרים על גבי צד צומת בתפזורת אורגני מוריד זמנית את אנרגיית המחסום.
"במילים אחרות, כל פוטון אינפרא אדום שעובר והופך באלקטרון, מקבל חברה מאלקטרון בונוס, מה שמוביל ליעילות של 200 אחוז או יותר", אמר Ollearo (תמונה למעלה).
אוניברסיטת איינדהובן לטכנולוגיה עבדה עם ארגון המחקר ההולנדי TNO במרכז הולסט.
הממצאים שלהם מתפרסמים בתור 'מעקב חיוניות מרחוק באמצעות סרט דק דמוי טנדם צר פס כמעט אינפרא אדום 2 פוטודיודות עם תגובתיות מוגברת לאור' ב-Science Advances.
ניתן לקרוא את המאמר הכתוב בבירור ללא תשלום, וכולל תיאורים נרחבים של המכשיר והניסויים הרפואיים הלא פולשניים.