Перспективный полупроводниковый материал может быть улучшена, если недостатки ранее думал, что не имеет отношения к производительности снижаются, по данным исследования, опубликованные сегодня в природе связи. Группа исследователей из Политехнического института Ренсселера и других вузов показало, что специфический дефект влияет на способность галогенид перовскита для удержания энергии, получаемой от света в виде электронов.
«Дефекты могли быть хорошими или плохими в полупроводниках», — сказал Цзянь Ши, доцент кафедры материаловедения машиностроения. «По некоторым причинам, люди не обращают внимание на вывихи в галогенид перовскита, но мы показали, что этот дефект является проблемой в галогенид перовскита.»
Исследования на галогенид перовскита резко повысили эффективность материала от около 3% преобразования света в электрическую энергию до 25%, что эквивалентно государство-оф-искусство кремниевых ФЭП — в течение десяти лет. Исследователи боролся с кремнием в течение десятилетий, чтобы достичь нынешнего уровня, что материал по эффективности.
Галогенид перовскита также имеет перспективную динамику перевозчика, который примерно определяется как продолжительность времени, что световая энергия, поглощенная материал сохраняется в виде возбужденных электронов. Чтобы сделать хорошие перспективы для преобразования солнечной энергии, электроны в материале должны сохранить свою энергию достаточно долго, чтобы быть собраны с помощью электродов, прикрепленных к материалу, тем самым завершив преобразования света в электрическую энергию.
Материал уже давно считается «толерантным дефект» — означает недостатки, например: отсутствие атомов, временных связей между зернами кристаллов, а также несоответствие известный как вывих кристаллографической не верил, чтобы иметь большого влияния на эффективность. Более недавнее исследование ставит под сомнение это предположение и выяснили, что некоторые дефекты не влияют на аспекты производительности кристалла.
Команда Ши проверяли, есть ли дефекты дислокации кристаллографической влияние динамики носителей путем выращивания кристаллов на двух различных субстраты. Один субстрат оказал сильное взаимодействие с галогенид перовскита, как он был депонирован, производя более высокую плотность дислокаций. Другие имели более слабые взаимодействия и произведено более низкую плотность дислокаций.
Результаты показывают, что дислокации негативно повлиять на динамику перевозчик галогенид перовскита. Уменьшение плотности дислокаций более чем на один порядок ведет к увеличению жизни электронов в четыре раза.
«Вывод заключается в том, что галогенид перовскита имеет аналогичный эффект дислокации как обычных полупроводников», — сказал Ши. «Мы должны быть осторожны вывихи в галогенид перовскита, который является фактором, люди до сих пор не замечали, как они работают на этом материале.»
Последняя значимая работа ши на галогенид перовскита выявили роль давления на оптические свойства этого полупроводника, опубликованной в журнале Science авансы в 2018 году.
В Ренсселер, Ши был зарегистрирован исследователями в Департамент материаловедения и инженерии и кафедры физики, прикладной физики и астрономии. Исследователи из Куньмин университет науки и технологии, Университет Цинхуа, университет науки и технологии Пекин, исследовательский центр в г. Юлих, и Брауновского университета также внесли свой вклад в исследование.
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!