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一种量化晶体半导体效率的新方法

  • 科学
  • 2019-08-24 10:21:04
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日本科学家发现了一种检测晶体半导体效率的新方法。该团队有史以来第一次使用特定类型的光致发光光谱,一种检测光的方法,以表征半导体。发射的光能被用作晶体质量的指标。该方法可能最终导致更高效的发光二极管(LED)和太阳能电池。此外,它还可以引领电子产品的其他一些进步。

这项研究发表在2019年7月31日的APL材料中,涉及称为卤化铅卤素的晶体 - 独特类型的材料,其结构对太阳能电池性能有效。晶体由与无机材料互锁的有机材料组成。钙钛矿是具有许多应用的半导体材料。与标准商用太阳能电池相比,它们更高效,更容易制造,成本更低。

此外,这些有前途的晶体还可以产生新的电子显示器,传感器和其他由光激活的设备,以更低的成本为光线电子制造商提供更高的效率。此外,这些晶体有可能收获太阳能。大多数太阳能电池都是用硅晶体制成的,这是一种相对简单有效的加工材料。然而,基于钙钛矿的器件可能提供比硅更高的转换效率。

“为了进一步开发基于钙钛矿的器件,必须定量评估高质量钙钛矿晶体的绝对效率,而不假设任何预定义的物理模型特别重要,”相应的作者Kazunobu Kojima说道,日本东北大学副教授。“我们的方法是新的和独特的,因为以前的方法依赖于通过模型依赖的光致发光分析进行效率估算。”

了解光致发光对于设计控制,生成或检测光的设备非常重要,包括太阳能电池,LED和光传感器。到目前为止,这些检测在很大程度上依赖于理论建模作为预测基于钙钛矿的半导体效率的方法。对于这项研究,作者已经实施了他们最初在2016年提出的称为全向光致发光光谱学或“ODPL光谱学”的技术。该程序是一种非接触式,非破坏性的方法,可以从各个方向探测晶体的电子结构,使它们能够轻松快速地量化晶体的特性。

下一步重要的是实施ODPL光谱学以研究不同类型的钙钛矿材料。这可以更好地理解基于晶体的半导体以及更高效的半导体。作者表示,他们未来的研究将侧重于提高晶体效率并确保其在所有材料领域的统一。

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