Osvetlitev izvora fotovoltaičnega učinka v organsko-anorganskih perovskitih

(Nanowerk novice) Ekipa pod vodstvom raziskovalcev RIKEN je raziskala, kako posebni kristali pretvarjajo svetlobo v elektriko (Uporabna kemija, "Bolks fotovoltaični učinek vzdolž nepolarne osi v organsko-anorganskih hibridnih perovskitih"). Njihove ugotovitve bodo pomagale obveščati prizadevanja za izboljšanje njihove učinkovitosti, kar bi lahko vodilo do uporabe kristalov v sončnih celicah. Sončne celice pretvarjajo svetlobo v električno energijo s pojavom, znanim kot fotovoltaični učinek. Velika večina sončnih celic je sestavljena iz dveh polprevodnikov, zagozdenih skupaj – enega s presežkom elektronov in drugega s pomanjkanjem elektronov. To je zato, ker ima nastavitev visoko učinkovitost pretvorbe. Pozornost pa pritegne še en fotonapetostni učinek – množični fotonapetostni učinek, tako imenovan, ker vključuje samo en material. Medtem ko je njegova učinkovitost pretvorbe trenutno precej nizka, so nedavne raziskave predlagale načine za izboljšanje njene učinkovitosti. Shematski prikaz množičnega fotovoltaičnega učinka vzdolž nepolarne osi organsko-anorganskega hibridnega perovskita. Rumena puščica predstavlja foton svetlobe, medtem ko modri in zeleni oblaki prikazujejo elektron oziroma luknjo. Rdeča puščica je polarizacijska os. (© WILEY-VCH Verlag) Bilo je veliko razprav o tem, kako deluje množični fotovoltaični učinek. Prvotno je bilo mišljeno, da je učinek povzročilo električno polje, ki ga ustvarjajo polarizacije v materialu, vendar je pred kratkim nova razlaga pridobila veljavo. V tem novem mehanizmu svetloba premakne elektronske oblake v materialu in ti premiki se širijo ter ustvarjajo tok. Ta tok ima privlačne lastnosti, vključno z ultra hitrim odzivom in širjenjem brez disipacije. Materiali, znani kot organsko-anorganski hibridi perovskiti (OIHP) imajo velik potencial za izdelavo optoelektronskih naprav. Masivni fotovoltaični učinek v OIHP je bil na splošno pripisan staremu mehanizmu makroskopske polarizacije. "Vgrajena električna polja v materialih so bila pogosto obravnavana kot izvor množičnega fotovoltaičnega učinka v OIHP, vendar brez trdnih dokazov," pripominja Taishi Noma iz RIKEN Centra za znanost o nastajajočih snoveh. Noma in njegovi sodelavci so zdaj s podrobnim preučevanjem množičnega fotovoltaičnega učinka v kristalih OIHP našli dokaze, ki so skladni z mehanizmom premika in izključujejo makroskopski polarizacijski mehanizem. Natančneje, opazili so množični fotonapetostni učinek vzdolž nepolarne osi v OIHP, ki ga ni mogoče razložiti v smislu makroskopskega polarizacijskega mehanizma. Rezultati ekipe poudarjajo pomen kristalne simetrije materiala. Pridobljena spoznanja bodo raziskovalcem pomagala optimizirati lastnosti OIHP s prilagajanjem njihove simetrije. Zlasti lahko vpogled pomaga izboljšati učinkovitost OIHP pri pretvorbi svetlobe v elektriko. Noma in njegova ekipa zdaj nameravata raziskati druge vrste materialov. "Načeloma lahko premikalne tokove ustvarimo tudi v drugih razredih materialov, kot so tekoči kristali in organski molekularni kristali," pravi Noma. "To študijo bi radi razširili na druge materiale."

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64315.php