คำอธิบายที่มีมาอย่างยาวนานว่าเหตุใดวัสดุเพอรอฟสไคต์จึงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่ดีเช่นนี้ได้เกิดความสงสัยเนื่องจากการวัดค่าใหม่ ก่อนหน้านี้ นักฟิสิกส์ได้กำหนดคุณสมบัติทางออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ดีของตะกั่วเฮไลด์เพอรอฟสกี้กับพฤติกรรมของอนุภาคควอซิพลาร์ที่เรียกว่าโพลารอนภายในตาข่ายคริสตัลของวัสดุ อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ การทดลองโดยละเอียดที่ซินโครตรอน BESSY II ของเยอรมนี
เปิดเผยว่า
ไม่มีโพลารอนขนาดใหญ่ ผลงานนี้แสดงให้เห็นถึงความกระจ่างว่า perovskites สามารถปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริงได้อย่างไร รวมถึงไดโอดเปล่งแสง เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ และเครื่องตรวจจับรังสี ตลอดจนเซลล์แสงอาทิตย์ เพอรอฟสคีตตะกั่วเฮไลด์
อยู่ในตระกูลของวัสดุผลึกที่มีโครงสร้าง ABX 3 โดยที่ A คือซีเซียม เมทิลแอมโมเนียม (MA) หรือฟอร์มามิดิเนียม (FA) B คือตะกั่วหรือดีบุก และ X คือคลอรีน โบรมีน หรือไอโอดีน พวกเขามีแนวโน้มที่จะเป็นผู้สมัครสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางและอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ
เนื่องจากแถบความถี่ที่ปรับได้ช่วยให้สามารถดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นที่หลากหลายในสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ พาหะประจุ (อิเล็กตรอนและรู) ก็กระจายผ่านพวกมันในระยะทางไกลเช่นกัน คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานมากกว่า
18% ซึ่งเทียบเท่ากับวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่เป็นที่ยอมรับ เช่น ซิลิกอน แกลเลียมอาร์เซไนด์ และแคดเมียมเทลลูไรด์นักวิจัยยังคงไม่แน่ใจนักว่าทำไมผู้ให้บริการชาร์จจึงเดินทางได้ดีในเพอร์รอฟสกี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากเพอร์รอฟสกี้มีข้อบกพร่องมากกว่าวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีอยู่มาก
สมมติฐานข้อหนึ่งคือโพลารอนซึ่งเป็นอนุภาคเชิงประกอบที่ประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่ล้อมรอบด้วยกลุ่มเมฆของไอออนิกโฟนันหรือการสั่นสะเทือนแบบแลตทิซ ทำหน้าที่เป็นหน้าจอป้องกันพาหะประจุไฟฟ้าจากการโต้ตอบกับข้อบกพร่อง การวัดพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนในงานล่าสุด ทีมที่นำโดยนักฟิสิกส์
โซลิดสเตต
ได้ทดสอบสมมติฐานนี้โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าเทคนิคนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างแถบอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุผ่านพลังงานจลน์E =1/2 mv 2ของอิเล็กตรอน โดยที่mคือมวลของอิเล็กตรอน และvคือความเร็ว เขียนในรูปของโมเมนตัมอิเล็กตรอนp = mvความสัมพันธ์นี้สอดคล้องกับพาราโบลา
E =( p 2 )/(2 m ) ที่สามารถวัดได้โดยตรงในการทดลองหากมีโพลารอนปรากฏอยู่ในระหว่างการเคลื่อนย้ายประจุ อิเล็กตรอนควรเคลื่อนที่ช้าลง ดังนั้นมวลที่มีประสิทธิภาพของพวกมันจึงควรจะสูงขึ้น เนื่องจากมีอันตรกิริยากับโพลารอน ยิ่งมวลที่มีประสิทธิภาพของอิเล็กตรอนมากเท่าใด ความโค้งของพาราโบลา
ก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การวัดที่นำโดยสมาชิกในทีมกับตัวอย่างผลึก CsPbBr 3ไม่สามารถระบุการลดลงที่คาดไว้ของความโค้งของพาราโบลา นี่เป็นเรื่องน่าประหลาดใจ Rader กล่าว เนื่องจากทฤษฎีคาดการณ์ว่ามวลที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 28% ในตะกั่วเฮไลด์ที่เกี่ยวข้อง
ในขณะที่การทดลองที่แข่งขันกันได้รับการปรับปรุง 50% จากข้อมูล ARPESระบุความคลาดเคลื่อนจากปัจจัยหลายอย่างรวมกัน โดยหลักการแล้ว เขากล่าวว่า มวลที่มีประสิทธิภาพนั้นวัดได้ง่าย แต่มีข้อแม้ที่สำคัญ “เราวัดพลังงานยึดเกาะกับโมเมนตัมของพาราโบลา (โดยที่โมเมนตัมมาจาก ‘มุม’ โดยตรงใน
‘การเปล่งแสงแบบหักมุม’)” เขาอธิบาย “อย่างไรก็ตาม ในทรงทึบสามมิติ พาราโบลานี้เป็นการตัดพาราโบลาสามมิติ และหากเราไม่ตัดที่ปลายยอด เราอาจได้มวลที่มีประสิทธิภาพที่ผิด ซึ่งมักจะสูงกว่า”อธิบายต่อไปว่าใน ARPES โมเมนตัมในทิศทาง x และ y สัมพันธ์กับมุมการปลดปล่อยอิเล็กตรอน
แต่โมเมนตัม
ในทิศทาง z ถูกกำหนดโดยพลังงานของโฟตอนที่ใช้ในการกระตุ้นอิเล็กตรอน ในกรณีของ พลังงานโฟตอนนี้มาจากรังสีซินโครตรอนที่ความยาวคลื่นในบริเวณอัลตราไวโอเลตสุญญากาศของสเปกตรัม ส่วนหลักของงานทดลองคือการค้นหาพลังงานโฟตอนที่ถูกต้องเพื่อกำหนดมวล
ที่มีประสิทธิภาพ เขากล่าวตั้งข้อสังเกตว่าก่อนหน้านี้ ARPES ตรวจพบการเพิ่มประสิทธิภาพ ในมวลอิเล็กตรอนที่มีประสิทธิภาพเนื่องจากการมีอยู่ของโพลารอนในสารประกอบที่ไม่ใช่เพอรอฟสไคต์ 2 ชนิด ได้แก่ TiO 2และ SrTiO 3 ดังนั้นจึงเป็นเทคนิคที่เชื่อถือได้สำหรับการวัดประเภทนี้ เขากล่าว
“ข้อสรุปของเราคือวิธีการทดลองของเราแสดงให้เห็นว่าไม่มีข้อบ่งชี้สำหรับการก่อตัวของโพลารอนขนาดใหญ่” เขากล่าว “ผลลัพธ์นี้ควรนำไปสู่การประเมินทฤษฎีที่ทำนายการมีอยู่และบทบาทสำคัญของโพลารอนสำหรับคุณสมบัติของตะกั่วเฮไลด์เพอรอฟสกี้ ที่สำคัญที่สุดคือประสิทธิภาพสูง
ในฐานะวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์”ในการติดตามผล นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาต้องการทำการวัดที่คล้ายกันกับตัวอย่างผลึก CsPbBr 3ในขณะที่ฉายแสงไป แต่พวกเขาคาดว่าสิ่งนี้จะ “ท้าทาย” ในการทดลอง พวกเขารายงานการวิจัยปัจจุบันของพวกเขาในจดหมาย “เราจะใช้วัสดุนี้สำหรับเซ็นเซอร์ หรือถ้าเป็นไปได้
(รวมถึงปัญหาห่วงโซ่อุปทาน เซมิคอนดักเตอร์ ที่เกิดจากวิกฤตไวรัสโคโรนา) ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ดูเหมือนว่าข้อดีของเซลล์แบบควบคู่จะกินส่วนแบ่งตลาด 95% ในปัจจุบันของแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิกอน ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและวัสดุใหม่ที่น่าตื่นเต้นให้กับหลังคาที่อยู่ใกล้คุณ จากมุมมองของ
เรดาร์ติดตาม สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับการออกแบบ AESA คือ การควบคุมแต่ละองค์ประกอบทำให้สามารถสร้างลำแสงได้หลายทิศทางและที่ความถี่ต่างกันในเวลาเดียวกัน ลำแสงและความถี่ที่หลากหลายเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับเสาอากาศที่บินได้ เนื่องจากทำให้แหล่งภายนอกรบกวนสัญญาณได้ยากขึ้น
credit: sellwatchshop.com kaginsamericana.com NeworleansCocktailBlog.com coachfactoryoutletswebsite.com lmc2web.com thegillssell.com jumpsuitsandteleporters.com WagnerBlog.com moshiachblog.com
