超高速顕微鏡で可視化されたハイブリッドペロブスキートにおける長距離熱媒介輸送
Zhi Guo1, Yan Wan1, Mengjin Yang2
1Department of Chemistry, Purdue University, West Lafayette, IN 47907, USA.
Science (New York, N.Y.)
|April 8, 2017
まとめ
ハイブリッド・ペロブスキットで 耐久性の高い熱媒体を採取すれば 太陽電池の効率の限界を超えられるでしょう 超高速顕微鏡で 600ナノメートルまでの熱媒体の移動を可視化し 潜在的に新しい太陽装置の粒子の限界を克服しました
科学分野:
- 材料科学
- 固体物理学
- 太陽光発電
背景:
- Shockley-Queisserの限界は従来の太陽電池の効率を制限しています.
- エネルギーが失われる前に"ホットキャリア"を採取することで より高い効率化を実現できます
- ハイブリッド・ペロフスキットはキャリアの冷却時間が長いが,移動距離は不明である.
研究 の 目的:
- メチルアモニウム鉛ヨウ酸化物 (CH3NH3PbI3) のペロブスキート薄膜の熱媒介移動を直接視覚化し,定量化する.
- ホットキャリアで達成可能な輸送ダイナミクスと距離を理解する.
- ペロブスキート太陽電池での熱媒体の収集の可能性を評価する.
主な方法:
- 超高速吸収顕微鏡を用いてキャリアの動態を調べた.
- キャリアエネルギーと時間の進化に基づいた輸送体制の分析
- キャリア移動距離の測定と運動エネルギーとの相関
主要な成果:
- 3つの異なるホットキャリア輸送方式が観察されました:準弾道,非均衡,および拡散.
- 準弾道輸送は 230ナノメートルまでの移動を可能にし 粒子の境界を乗り越えました
- 非均衡輸送は数十ピコ秒と ~600ナノメートルで持続しました.
結論:
- メチルアモニウム鉛酸化ペロブスキートの熱媒体は,かなりの距離を移動することができる.
- 観測された輸送方式は,ホットキャリア収集の実現可能性を示唆しています.
- これらの発見は,現在の効率の限界を超えた,先端のペロブスキートベースの太陽電池の開発への道を開きます.
