2018年11月8日
对构成传统太阳能电池的材料进行更深入的研究后发现，原欧洲杯足球竞彩子的排列几乎是刚性的，运动极小。但是在混合钙钛矿中，一组有利的太阳能电池材料，排列有更好的灵活性和原子自由的舞蹈，影响太阳能电池的性能，但很难测量。欧洲杯足球竞彩
当研究人员将中子从钙钛矿材料上散射(红束)时，他们能够测量中子失去或获得的能量(白线和蓝线)。利用这些信息，他们能够看到材料内部原子和分子的结构和运动(蓝色和紫色球体的排列)。(资料来源:格雷格·斯图尔特/SLAC国家加速器实验室)
发表在美国国家科学院院刊欧洲杯线上买球这是一个由国际科学家组成的团队美国能源部SLAC国家加速器实验室对这些疯狂的舞蹈以及它们如何影响钙钛矿材料的工作有了新的认识。欧洲杯足球竞彩研究结果可以解释钙钛矿太阳能电池如此高效的原因，并有助于设计热载流子太阳能电池。热载流子太阳能电池是一种理论上的技术，通过将更多的阳光转化为实际电能，它的效率参数实际上将翻倍。
拼图的一部分
钙钛矿太阳能电池，可以在室温下制造，提供了一种更便宜和可能更好的替代传统太阳能电池材料，如硅，必须在非常高的温度下生产，以排除缺陷。欧洲杯足球竞彩然而，对于钙钛矿材料在将阳光转化为电能方面如此高效的原因缺乏了解，这是制造更高效率的钙钛矿太阳能电池的一大障碍。欧洲杯足球竞彩
”只是在过去的五六年里人们才对太阳能钙钛矿材料产生了浓厚的兴趣欧洲杯足球竞彩斯坦福同步辐射光源(SSRL)的杰出科学家迈克·托尼(Mike Toney)说。”因此，很多关于如何使这些材料发挥作用的基础知识就缺失了。欧洲杯足球竞彩在这项研究中，我们通过展示它们与更传统的太阳能电池材料的区别，为这个谜题提供了一个重要的线索。欧洲杯足球竞彩这为我们提供了科学基础，使我们能够以合理的方式设计这些材料欧洲杯足球竞彩”。
保持热
当阳光照射到太阳能电池时，一些能量可以用来推动材料中的电子上升到更高的能级。这些高能量的电子会从材料中释放出来，产生电能。
但在此之前，大部分的太阳能量都被热能消耗掉了，还有一部分是在可用能量的提取过程中或者由于光收集效率低下而损耗掉的。在许多传统的太阳能电池中，例如那些用硅材料设计的电池，声子(一种在材料中传播的声波)是热量在材料中传输的主要方式。由于热限制了太阳能电池的效率，能量被电子损失了。
在这项研究中，由帝国理工学院教授Aron Walsh、电子结构理论家Jonathan Skelton和Jarvist Frost领导的英国理论家为推导实验结果提供了理论框架。他们指出，通过钙钛矿的声子寿命很短，因为材料中跳动的原子和分子的灵活排列。
斯坦福大学的化学家Hema Karunadasa和Ian Smith成功地培育出了对这项研究至关重要的大的、特殊的单晶体。在NIST中子研究中心的物理学家Peter Gehring的帮助下，该团队将中子从这些钙钛矿单晶中散射出来，使它们能够追溯材料中原子和分子的运动。这使得他们能够精确地测量声子的寿命。
研究人员了解到，在钙钛矿中，声子的寿命非常短，仅持续10到20万亿分之一秒。如果没有这些声子在材料中传递热量，电子可能会保持热量，并在被拉出材料时保持能量。利用这种效应可能会产生效率几乎是传统太阳能电池两倍的热载流子太阳能电池。
此外，这一现象可以解释钙钛矿太阳能电池是如何在材料中布满缺陷的情况下仍能如此出色地工作，这些缺陷会捕获电子并降低其他材料的性能。欧洲杯足球竞彩
由于钙钛矿中的声子不会传播很远，它们最终会加热电子周围的区域，这可能会提供电子逃离陷阱并继续快乐前行所需的动力．
迈克·托尼，斯坦福同步加速器辐射光源(SSRL)研究员。
改变能源生产
为了进一步扩展这项研究，由能源部国家可再生能源实验室领导的混合有机-无机半导体能源前沿研究中心(choice)的科学家们将在更复杂的钙钛矿材料中研究这一现象，这些材料在能源设备中更有效。欧洲杯足球竞彩他们希望了解改变材料的化学组成如何影响声子的寿命。
”我们需要尽快从根本上改变我们的能源体系作为斯坦福大学和SLAC的博士生，Aryeh Gold-Parker共同领导了这项研究。”在我们迈向低碳未来的过程中，非常重要的一点就是拥有廉价高效的太阳能电池。人们对钙钛矿的希望在于，它们将带来比目前市场上的太阳能电池板更高效、更便宜的商用太阳能电池板”。
研究团队还包括来自NIST的研究人员;英国的巴斯大学和伦敦国王学院;以及韩国延世大学。
SSRL是能源部科学办公室的用户设施。欧洲杯线上买球这项研究得到了美国能源部科学办公室和太阳能技术办公室、工程和物理科学研究委员会、英国皇家学会和欧洲杯线上买球Leverhulme信托基金的帮助。