钙钛矿对制造高效率,低成本太阳能电池表现出巨大的希望

麦吉尔大学的研究人员已经获得了对钙壶的运作的新见解,这是一种半导体材料,显示出高效率,低成本太阳能电池和一系列其他光学和电子设备的巨大希望。

在过去的十年中,钙钛矿吸引了人们的注意力,因为它们的能力即使在材料的晶体结构中存在缺陷,也能够充当半导体。这使得钙钛矿与众不同,因为使大多数其他半导体都能正常工作需要严格且昂贵的制造技术,以产生尽可能无缺陷的晶体。麦吉尔团队在发现新的物质状态的情况下,向前迈出了一步,以解锁佩罗兹基特人如何实现这一技巧的奥秘。

“从历史上看,人们一直在使用散装的半导体。麦吉尔化学系副教授Patanjali Kambhampati解释说。“这就是我们研究的起点:有缺陷的事物如何以完美的方式工作 - ”

量子点,但不像我们知道的那样

在5月26日发表的一篇论文中物理审查研究,研究人员揭示了一种被称为量子限制的现象发生在散装钙钛矿晶体内。到目前为止,仅在几纳米大小的颗粒中观察到了量子限制 - 平板电视名望的量子点是一个备受竞争的例子。欧洲杯猜球平台当颗粒较小时欧洲杯猜球平台,它们的物理尺寸会以一种使颗粒与较大材料的较大碎片明显不同的特性的方式限制电子的运动 - 可以微调的特性可产生有用的效果,例如在精确的颜色。

研究人员使用一种称为状态分辨的泵/探针光谱的技术,显示出类似的限制,发生在大块蒜铅溴化溴化物钙钛矿晶体中。换句话说,他们的实验发现了钙钛矿中发生的量子点样行为,明显大于量子点。

令人惊讶的结果导致意外发现

这项工作是基于早期研究的基础,该研究确定钙钛矿似乎是肉眼的固体物质,但具有与液体更常见的某些特征。这种液体固定二元性的核心是一种原子晶格,能够响应游离电子的存在而扭曲。Kambhampati与蹦床吸收了岩石的冲击力进行比较。正如蹦床最终将岩石静止不动一样,钙钛矿晶格的失真(一种称为北极子形成的现象)也被理解为对电子的稳定作用。

尽管蹦床类比表明能量逐渐耗散与从激发态回到更稳定的系统的系统一致,但泵/探针光谱数据实际上却显示了相反的情况。令研究人员惊讶的是,他们的测量表明,在北极星形成后,能量的总体增加。

“升高能量的事实显示了新的量子机械效应,像量子点一样量子限制,”Kambhampati说,解释说,在电子的尺寸尺寸上,蹦床中的岩石是激子,电子与它处于激发态时留下的空间的结合配对。

“北极星所做的就是将所有东西局限于空间明确的区域。我们的团队能够显示的一件事是,北极子与激子混合以形成看起来像量子点的东西。从某种意义上说,这就像一个液体量子点,这是我们称之为量子滴的东西。我们希望探索这些量子滴的行为将使人们更好地理解如何设计耐缺陷的光电材料。”欧洲杯足球竞彩

来源:https://www.mcgill.ca/

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