赢得全球能源困难和战斗即将到来的环境危机,世界各地的科学家分析新材料将阳光转换成电能。亚博网站下载几个最潜在的申请者的高效低成本太阳能电池应用程序建立在卤化铅钙钛矿(LHP)半导体。
一个周期的太赫兹激光(红色)迅速扭转混合有机-无机太阳能电池材料的原子晶格。由此产生的超快颤抖的卤化铅晶格追踪通过频闪快照使用可见激光脉冲(绿色)。观察到的晶格响应提供了新颖的见解微观机制保护电荷和铺平了道路超速控制材料的光电特性。图片来源:马克西米利安夫兰泽尔,富士重工
尽管破纪录的太阳能电池原型,非常优秀的光电性能的微观起源的这类材料还没有完全理解。目前,全球团队的物理学家和化学家弗里茨·哈伯(德国马克斯普朗克研究所的社会在巴黎,巴黎综合理工学院,在纽约的哥伦比亚大学,柏林自由大学建立laser-driven LHP原子晶格的基本动作的控制。
通过给一个脉冲电场迅速飙升超过1000000000000秒(皮秒)的形式单一的远红外光周期太赫兹辐射,研究人员发现超晶格的反应,这可能会增加一个动态电荷的保护机制。这准确控制原子扭转运动将促进新的非平衡材料特性的形成,可能提供标志发展未来的太阳能电池材料。
研究混合动力LHP太阳能电池材料组成一个无机晶体点阵,哪些功能作为举办有机分子亚博网站下载的周期性的笼子里。用多少电的确定可以从阳光中提取的能量是由自由电子电荷的相互作用与该混合晶格及其杂质。理解这个复杂的通信可能是关键的微观理解LHPs优良的光电性能。
弗里茨·哈伯(德国研究所的科学家们在柏林和他们的国际的同事现在可以隔离晶格电场响应在时间尺度比100飞秒,快1000000000000秒的十分之一。强激光脉冲组成的单周期远红外,所谓的太赫兹(太赫兹),光应用电场。
这个太赫兹领域是如此的强烈,如此之快,它可能模仿当地电场后立即兴奋的电荷载体的量子的阳光的吸收。
马克西米利安夫兰泽尔,研究主要作者,弗里茨·哈伯(德国马克斯普朗克研究所的社会
通过这种方法,研究人员注意到一个晶格的密集运动,主要包括来回倾斜的八面体构建块无机笼子。这种非线性激振动会导致这么远ignored-higher顺序筛选效果,添加到一个经常认为电荷载体的保护机制。
此外,相关的倾斜角度扮演着主导的角色在决定的基本材料属性,如晶体阶段或电子能带。
塞巴斯蒂安Maehrlein博士领导的国际研究项目,弗里茨·哈伯(德国马克斯普朗克研究所的社会
因此,而不是静态化学调优的材料性能,超快动态材料设计铺平了道路。”我们现在可以调节这些转折角由一个太赫兹光周期。在未来我们可以控制材料性能的需求,甚至发现这种新兴材料类的小说奇异的状态,Maehrlein博士总结道。通过检查这些动态物质的状态,科学家相信添加某些提示开发能源材料的未来。亚博网站下载
期刊引用:
夫兰泽尔,M。等。(2023)。非线性太赫兹控制的卤化铅钙钛矿晶格。亚博老虎机网登录科学的进步。https://doi.org/10.1126/sciadv.adg3856。
来源:https://www.fhi.mpg.de/