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埃姆斯国家实验室在钙钛矿太阳能电池领域取得进展

2017-06-05 367浏览 标签: 钙钛矿太阳能电池

2017年6月1日,美国埃姆斯国家实验室的研究团队能够捕捉到光子撞击到太阳能电池并转换为能量的不到万亿分之一秒的时刻,并首次描述了载流子和原子运动的物理现象。


束缚电子和空穴对的产生和分离是太阳能电池与光伏技术至关重要的过程,但遵循其初始动力学和电子相干性是很困难的。

研究人员利用太赫兹光谱区域中的时间分辨低频光谱,研究了一类称为有机金属卤化物钙钛矿的新型光伏材料的光激发现象。有机金属材料对于光收集和电子运输器件来说是一项“奇迹”般的材料,其结合了传统无机光伏器件的高能量转换性能与有机器件廉价的制备方法两方面的优势。

埃姆斯国家实验室科学家、爱荷华州立大学物理系副教授Jigang Wang表示:“这些器件是如此新颖、独特,以至于光子转变为载流子以及其是如何以协同的方式进行能量转换的机制尚不明确,但是这是太阳能电池和光伏技术方面最基本的过程。为什么这种材料如此新颖?这是科学界的大问题,导致了一系列的研究与论文出版。”

用于测量材料中电气状态的常规万用表不适用于测量激子,超快太赫兹光谱技术提供了一种能够跟随其内部结构的非接触式探针,并且可量化光子到激子的时间使其时间分辨率低于万亿分之一秒。

Jigang Wang副教授认为来自埃姆斯国家实验室多领域的研究人员的贡献具有重大的意义。埃姆斯国家实验室将材料的设计、制备、计算理论和光谱学方面的专家整合在一起,使得埃姆斯国家实验室在光子材料的研究中处于领先地位。

这项工作得到美国能源部的支持。

 

 

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