通过超快显微镜可视化混合矿的远程热载体运输
Zhi Guo1, Yan Wan1, Mengjin Yang2
1Department of Chemistry, Purdue University, West Lafayette, IN 47907, USA.
概括
在混合矿中采集长寿命的热载体可能会超过太阳能电池的效率限制. 超快显微镜可视化了高达600纳米的热载体迁移, 克服了潜在的新太阳能设备的粒度边界.
科学领域:
- 材料科学
- 固态物理
- 太阳能发电
背景情况:
- 沙克利-奎塞限制了传统太阳能电池的效率.
- 在它们失去能量之前采集"热载体"为提高效率提供了途径.
- 混合矿具有较长的载体冷却时间,但其迁移距离尚不清楚.
研究的目的:
- 在甲基酸 (CH3NH3PbI3) 矿薄膜中直接可视化和量化热载体迁移.
- 了解热载体可以实现的运输动态和距离.
- 评估热载体收集在矿太阳能电池中的潜力.
主要方法:
- 使用超快速的短暂吸收显微镜探测载体动力学.
- 基于载体能量和时间演变的运输模式分析.
- 测量载体迁移距离和与动能的相关性.
主要成果:
- 观察到三种不同的热载体运输模式:准弹道,不平衡和扩散.
- 准弹道运输允许迁移到230纳米, 克服谷物界限.
- 不平衡运输持续了几十个皮秒和600纳米.
结论:
- 甲基酸矿中的热载体可以迁移很远的距离.
- 观察到的运输模式表明采集热载体的可行性.
- 这些发现为开发超越当前效率限制的矿基太阳能电池打开了道路.


