在光傳感領(lǐng)域，有一句話(huà)道出了測(cè)量的本質(zhì)：“光可以攜帶信息。如果你損失了部分光，就損失了部分信息。”芬蘭科技公司ElFys所做的，正是阻止這種損失——讓更多光線(xiàn)留在探測(cè)器內(nèi)部并被精確測(cè)量。其核心，就是黑硅（Black Silicon）光電探測(cè)器技術(shù)。

一、黑硅技術(shù)的商業(yè)化之路

ElFys的故事始于阿爾托大學(xué)（Aalto University）的電子物理研究組。彼時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)正在探索如何提升太陽(yáng)能電池的效率，卻意外發(fā)現(xiàn)了一種更高效利用黑硅進(jìn)行光探測(cè)的方法。

黑硅并非全新材料——其表面具有微納結(jié)構(gòu)，可將光線(xiàn)反射率降至1.5%以下。但傳統(tǒng)黑硅存在一個(gè)致命缺陷：表面缺陷過(guò)多，無(wú)法用于高靈敏度的光測(cè)量設(shè)備。ElFys團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出突破性技術(shù)解決了這一難題。

二、核心技術(shù)：當(dāng)納米結(jié)構(gòu)遇上原子層沉積

ElFys黑硅光電探測(cè)器的性能，源于MEMS納米技術(shù)與原子層沉積（ALD）技術(shù)的創(chuàng)新性結(jié)合。

1. 黑硅納米結(jié)構(gòu)——讓光“無(wú)處可逃”

在光電探測(cè)器的正面表面制造納米級(jí)黑硅結(jié)構(gòu)，形成類(lèi)似“光陷阱”的效應(yīng)。這些垂直取向的納米結(jié)構(gòu)提供了顯著的減反射效果，極大地提升了光子吸收效率。與傳統(tǒng)光電探測(cè)器相比，大多數(shù)光傳感技術(shù)只能捕獲約三分之二的光線(xiàn)，而ElFys的技術(shù)可以捕獲全部光線(xiàn)。

2. 黑硅誘導(dǎo)結(jié)技術(shù)——消除復(fù)合損耗

ElFys的黑硅誘導(dǎo)結(jié)（Black Silicon Induced Junction）技術(shù)是另一項(xiàng)核心創(chuàng)新。與依賴(lài)外部摻雜劑制造p-n結(jié)的傳統(tǒng)光電二極管不同，該技術(shù)通過(guò)在黑硅表面涂覆高電荷薄膜，反轉(zhuǎn)光電二極管正表面的極性，從而實(shí)現(xiàn)“無(wú)復(fù)合”的p-n結(jié)。這一設(shè)計(jì)從根本上消除了光學(xué)損耗和電學(xué)損耗，在紫外-可見(jiàn)-近紅外（UV-VIS-NIR）寬光譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了外量子效率（EQE）。

三、性能優(yōu)勢(shì)：

1. 量子效率

ElFys黑硅光電探測(cè)器在200 nm至950 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，外量子效率≥ 96%，該數(shù)據(jù)已獲得德國(guó)國(guó)家計(jì)量研究院（PTB）認(rèn)證。其EQE接近100%的特性確保了每一個(gè)入射光子都能被有效捕獲，性能遠(yuǎn)超僅針對(duì)特定波長(zhǎng)優(yōu)化的傳統(tǒng)光電二極管。

2. 紫外響應(yīng)

紫外波段是傳統(tǒng)硅光電二極管的“軟肋”。而ElFys黑硅探測(cè)器在紫外波段具有很高的量子效率，比普通硅光電二極管高出兩倍以上。在部分紫外波段，其外部量子效率可超過(guò)100%，真正做到了“一個(gè)光子都不浪費(fèi)”。

3. 超寬感測(cè)角度

得益于黑硅表面與定制ALD涂層的結(jié)合，探測(cè)器的表面吸收率在高達(dá)60度入射角時(shí)仍超過(guò)95%。這一超寬感應(yīng)角度為光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的靈活性。

4. 近紅外（NIR）波段的突破性提升

ElFys的NIR優(yōu)化4象限光電二極管在1064 nm波長(zhǎng)處實(shí)現(xiàn)了0.64 A/W的響應(yīng)度，相比現(xiàn)有頂尖解決方案高出30%以上——這一性能飛躍在2025年慕尼黑Laser World of Photonics上正式發(fā)布。同時(shí)，探測(cè)器保持了低暗電流、高靈敏度和精確的位置精度等關(guān)鍵性能指標(biāo)。

5. 可穿戴設(shè)備中的靈敏度革命

在綠光（540 nm）波段，ElFys黑硅誘導(dǎo)結(jié)光電二極管的光響應(yīng)度高達(dá)0.40 A/W，靈敏度提升約50%。在光電容積描記（PPG）等可穿戴健康監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，更高的靈敏度意味著在同等精度下可降低LED驅(qū)動(dòng)電流，延長(zhǎng)電池壽命。

四、產(chǎn)品系列與廣泛應(yīng)用

ElFys提供SM和PD兩大系列的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，也可針對(duì)不同應(yīng)用需求進(jìn)行定制，靈活提供光電二極管芯片和封裝的光電探測(cè)器解決方案。

SM系列專(zhuān)為可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，采用緊湊型SMD封裝，在綠色、紅色和NIR波段具有出色的光敏性。典型應(yīng)用包括智能手表等設(shè)備中的心率（HR）和血氧（SpO2）監(jiān)測(cè)。

PD系列則面向更高要求的場(chǎng)景，采用TO-can封裝，在紫外、可見(jiàn)光和近紅外全譜段具有增強(qiáng)的光敏性。典型應(yīng)用包括高精度測(cè)光、分析儀器和X射線(xiàn)成像。

ElFys的技術(shù)正在賦能廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域：從醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)傳感、科學(xué)儀器，到可穿戴健康監(jiān)測(cè)、分析儀器、安全X射線(xiàn)成像。