2018年4月25日
中子散射实时揭示了钙钛矿杂化材料中日光转化为能量的基本机制。欧洲杯足球竞彩对这一行为的深入了解将使制造商开发出效率更高的太阳能电池。
中子相互作用揭示了杂化钙钛矿的正交结构，该杂化钙钛矿由甲基铵阳离子的氮取代基与角连接的PbBr6八面体上的溴化物之间的强氢键稳定。(图片来源:橡树岭国家实验室/吉尔·海曼)
多机构的研究团队能源部橡树岭国家实验室，湖南大学,布拉斯加-林肯大学采用光致发光测量，结合中子和x射线散射，来评估材料的光电特性和微观结构之间的联系。研究人员可以通过研究不同温度下的材料，跟踪原子结构的变化，确定氢键在材料性能中的重要性。他们的发现已在先进材料欧洲杯足球竞彩日报》。
与传统的太阳能电池材料相比，混合钙钛矿可能被证明在光能转换效率更高。欧洲杯足球竞彩此外，它们更容易生产，因为可以从溶液中旋转铸造它们，而不需要高真空室进行合成。
混合钙钛矿，与它们的单一锗或硅等价物相反，由无机分子和有机分子组成。这种结构是由溴和无机铅分子以八面体单元排列形成的，在氢、氮和碳组成的有机甲基铵阳离子(带正电荷的离子)周围形成笼子。
有机和无机分子都在晶体结构中有明确的优势，这意味着我们可以通过调整其中一个基团来优化材料的性质。但是，尽管研究人员已经对这些材料进行了多年的研究，我们仍然没有在基本层面上完全了解有机成分是如何影响其性能欧洲杯足球竞彩的。
Xiao Kai, ORNL纳米材料科学中心研究员欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
为了解锁更多的功能，找到合适的分子方向和有机/无机组分的组合是必不可少的。然而，正确的工具对于理解这些交互是必要的。
中子在这方面做得很好，因为它们对氢等较轻的元素很敏感。因为我们能够追踪每个中子，我们就能得到原子在哪里，它们的温度是多少，以及它们的行为．
小平王,ORNL仪器的科学家
研究小组使用ORNL的散裂中子源的TOPAZ仪器在原子尺度上观察到氢键相互作用是可能的。
实验表明，该材料在大约150到130 K(约−190和−225°F)之间保持相当大的结构变化。当材料冷却时，有机部件的运动减慢，进入有序状态。在有序状态下，实时进行精确的原位测量，以准确研究有机分子通过氢键与铅-溴组分结合的过程。
我们看到排列顺序与结构中的氢键直接相关，以及任何变化如何影响材料的能隙。这让我们知道阳光被吸收的程度，以及这对光伏材料的应用意味着什么。欧洲杯足球竞彩
小平王,ORNL仪器的科学家
互补x射线散射和光致发光测量，结合晶体合成，在CNMS进行。橡树岭国家实验室材料科学与技术部的研究人员进欧洲杯足球竞彩行了理论计算。欧洲杯线上买球
”杂化钙钛矿已经是一种很好的材料。”肖说。”既然我们知道了有机分子的方向如何影响晶体结构，以及我们如何进一步调整它们以改变所需的性质，这种新的基本认识将使我们能够设计出具有更大潜力的新材料欧洲杯足球竞彩”。
肖和王的合著者包括主要作者杨斌、明文美、杜茂华、Jong K. Keum、Alexander A. Puretzky、Christopher M. Rouleau、黄琼松和David B. gehegan。
美国能源部的科学办公室支持这项研欧洲杯线上买球究。散裂中子源和纳米相材料科学中心是美国能源部科学用户设施办公室。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球ORNL由UT-Battelle管理，隶属于美国能源部科学办公室，是美国物理科学基础研究的最大单一支持者。欧洲杯线上买球美国能源部的科学办公室正努力解决欧洲杯线上买球这一代研究人员面临的一些最重要的挑战。