使太阳能电池更有效的新方法

一项新的研究表演阿卜杜拉国王科技大学亚博老虎机网登录(KAUST)已经揭示了带隙工程有能力提高光电器件的性能,开发利用“热电子”的能量。

提高太阳能电池效率的新方法。
Kaust科学家通过在半导体中延伸热电子的寿命来设计一种更有效的方式使太阳能电池更有效。©2021 Kaust。

半导体表现出一种称为带隙的独特属性,这通常是一系列禁止的电子能量。在带隙顶部的能量的电子处于自由状态以通过材料移动,而那些在带隙的底部以下的那些。在材料中不能发生具有能量的电子。

这个简单的概念描述了半导体的光学特性。从任何被吸收的光中获得的能量转移到材料中的电子中。半导体中大多数自由电子的能量接近带隙的顶部。然而,吸收能量比带隙大得多的光子,就会产生能量更高的电子,也被称为“热电子”。

在靠近带隙顶部的靠近带隙的顶部的过程中获得更好的洞察,这对于获得光收集装置的操作是必要的。例如,如果这种巨大的能量作为热量丢失,则太阳能电池的效率降低。

然而这是非常困难的如果不是不可能的由于其非常短的寿命,在真正的光转换应用中充分利用这些热电子

Omar Mohammed,阿卜杜拉国王科技大学材料科学家亚博老虎机网登录

使用界面和带隙工程,穆罕默德和他的合作者延迟了热载体(电子和孔)放松的放松,并且大大增加了它们的寿命。

研究人员分析了一种被称为卤化铅钙钛矿的半导体。他们设计并制作了由多个量子阱组成的结构:一层薄薄的半导体,分散在一种更大能带隙材料的光吸收层之间。

比较了井厚相同的结构和井宽不同的非对称结构的光学性质。一种叫做飞秒(1飞秒= 10)的方法−15秒)使用与理论计算集成的瞬态吸收光谱用于识别热电子松弛的时间尺度。

他们发现冷却速率强烈依赖于非对称样品中的量子阱厚度,并且热载流子在非对称多量子阱中的弛豫速度是对称多量子阱的12.5倍。

这一新发现提供了一种独特的策略,即如何减慢半导体材料中的热载体,以便在太阳能电池应用中更好地利用亚博网站下载

Partha Maity,Postdoc,Abdullah国王科技大学亚博老虎机网登录

期刊参考:

Maity,P.,。(2021)级联电子转移在CSPBBR中引起慢热载体松弛3.不对称量子阱。ACS能量字母doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01142

来源:https://www.kaust.edu.sa/en

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