บาคาร่าเว็บตรง ข้อมูลการวัด ARPE มวลที่มีประสิทธิภาพของอิเล็กตรอนสามารถหาได้จากความโค้งรอบจุดสูงสุดของข้อมูลการวัด ARPES คำอธิบายที่มีมาอย่างยาวนานว่าเหตุใดวัสดุ perovskite จึงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่ดีเช่นนั้นจึงกลายเป็นข้อกังขาเนื่องจากการวัดใหม่ ก่อนหน้านี้ นักฟิสิกส์กำหนดคุณสมบัติ optoelectronic ที่ดีของ lead halide perovskites
ต่อพฤติกรรมของ quasiparticles ที่เรียกว่าโพลารอน
ภายในตาข่ายคริสตัลของวัสดุ อย่างไรก็ตาม การทดลองอย่างละเอียดที่ซินโครตรอน BESSY II ของเยอรมนี เปิดเผยว่าไม่มีโพลารอนขนาดใหญ่อยู่ งานนี้เผยให้เห็นว่า Perovskites สามารถปรับให้เหมาะกับการใช้งานจริงได้อย่างไร รวมถึงไดโอดเปล่งแสง เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ เครื่องตรวจจับรังสี ตลอดจนเซลล์แสงอาทิตย์
ลีดเฮไลด์ เพอรอฟสกีต์อยู่ในตระกูลของวัสดุที่เป็นผลึกที่มีโครงสร้าง ABX 3 โดยที่ A คือซีเซียม เมทิลแอมโมเนียม (MA) หรือฟอร์มามิดิเนียม (FA) B เป็นตะกั่วหรือดีบุก และ X คือคลอรีน โบรมีนหรือไอโอดีน พวกเขามีแนวโน้มว่าจะเป็นตัวเลือกสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางและอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ เนื่องจากแถบความถี่ที่ปรับได้ช่วยให้สามารถดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นกว้าง ๆ ในสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์ ตัวพาประจุ (อิเล็กตรอนและรู) ก็กระจายผ่านพวกมันในระยะทางไกลเช่นกัน คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ของ Perovskite มีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานมากกว่า 18% โดยจัดให้อยู่ในระดับที่ทัดเทียมกับวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีอยู่ เช่น ซิลิกอน แกลเลียม อาร์เซไนด์ และแคดเมียม เทลลูไรด์
อย่างไรก็ตาม นักวิจัยยังคงไม่แน่ใจว่าทำไมผู้ให้บริการชาร์จจึงเดินทางได้ดีใน perovskites โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจาก perovskites มีข้อบกพร่องมากกว่าวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่สร้างขึ้น สมมติฐานหนึ่งคือโพลารอน – อนุภาคคอมโพสิตที่ประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่ล้อมรอบด้วยเมฆไอออนไอออนิกหรือการสั่นของตาข่าย – ทำหน้าที่เป็นหน้าจอเพื่อป้องกันไม่ให้ตัวพาประจุมีปฏิสัมพันธ์กับข้อบกพร่อง
การวัดพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอน
ในงานล่าสุด ทีมงานที่นำโดยOliver Rader นักฟิสิกส์โซลิดสเต ตแห่งHelmholtz-Zentrum Berlinได้ทดสอบสมมติฐานนี้โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) เทคนิคนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างแถบอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุผ่านพลังงานจลน์E =1/2 mv 2ของอิเล็กตรอน โดยที่mคือมวลของอิเล็กตรอน และvคือความเร็ว เขียนในรูปของโมเมนตัมอิเล็กตรอนp = mvความสัมพันธ์นี้สอดคล้องกับพาราโบลาE =( p 2 )/(2 m ) ที่สามารถวัดได้โดยตรงในการทดลอง
หากมีโพลารอนอยู่จริงระหว่างการขนส่งประจุ อิเล็กตรอนควรเคลื่อนที่ช้ากว่า และมวลที่มีประสิทธิภาพของพวกมันก็ควรสูงขึ้นด้วยปฏิสัมพันธ์กับโพลารอน ยิ่งมวลประสิทธิผลของอิเล็กตรอนมากเท่าใด ความโค้งของพาราโบลาก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การวัดที่นำโดยสมาชิกในทีมMaryam Sajediกับตัวอย่างผลึก CsPbBr
3ล้มเหลวในการระบุการลดลงที่คาดไว้ในส่วนโค้งของพาราโบลา Rader กล่าวว่าเป็นเรื่องน่าประหลาดใจ เนื่องจากทฤษฎีคาดการณ์การเพิ่มประสิทธิภาพของมวลที่มีประสิทธิภาพ 28% ใน perovskite ลีดเฮไลด์ที่เกี่ยวข้อง ในขณะที่การทดลองที่แข่งขันกันได้รับการปรับปรุง 50% จากข้อมูล ARPES
Rader ระบุถึงความคลาดเคลื่อนของปัจจัยหลายอย่างรวมกัน โดยหลักการแล้ว เขากล่าวว่ามวลที่มีประสิทธิภาพนั้นง่ายต่อการวัด แต่มีข้อแม้ที่สำคัญ “เราวัดพาราโบลาในพลังงานยึดเหนี่ยวกับโมเมนตัม (โดยที่โมเมนตัมมาจาก ‘มุม’ ใน ‘การปล่อยแสงที่แก้ไขด้วยมุม’ โดยตรง)” เขาอธิบาย “อย่างไรก็ตาม ในของแข็งสามมิติ พาราโบลานี้เป็นรอยตัดของพาราโบลาสามมิติ และถ้าเราไม่ตัดมันที่ปลายสุด เราอาจ
ได้มวลที่ผิดพลาด ซึ่งมักจะสูงกว่า – มีประสิทธิภาพมากกว่า”
Rader อธิบายต่อไปว่าใน ARPES โมเมนตัมในทิศทาง x และ y สัมพันธ์กับมุมการปล่อยอิเล็กตรอน แต่โมเมนตัมในทิศทาง z ถูกกำหนดโดยพลังงานของโฟตอนที่ใช้ในการกระตุ้นอิเล็กตรอน ในกรณีของ BESSY II พลังงานโฟตอนนี้มาจากการแผ่รังสีซินโครตรอนที่ความยาวคลื่นในบริเวณอัลตราไวโอเลตสุญญากาศของสเปกตรัม ส่วนหลักของงานทดลองคือการค้นหาพลังงานโฟตอนที่ถูกต้องเพื่อกำหนดมวลที่มีประสิทธิภาพ เขากล่าว ในการค้นหาโซลูชันใหม่สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ราคาถูกและมีเสถียรภาพ
งานต่อไปคือการคำนวณมวลที่มีประสิทธิภาพที่คาดหวังโดยไม่มีโพลารอน “เราใช้วิธีการขั้นสูงและพบว่าการคำนวณก่อนหน้านี้ทำนายมวลที่มีประสิทธิภาพน้อยเกินไป” Rader กล่าว “ปัญหาของงานก่อนหน้านี้จึงเป็นครึ่งหนึ่งของการทดลองและอีกครึ่งหนึ่งในด้านทฤษฎี”
เทคนิคที่เชื่อถือได้ Rader ตั้งข้อสังเกตว่าก่อนหน้านี้ ARPES ตรวจพบการเพิ่มประสิทธิภาพของมวลอิเล็กตรอนเนื่องจากมีโพลารอนในสารประกอบที่ไม่ใช่ perovskite สองชนิดคือ TiO 2 และ SrTiO 3 ดังนั้นจึงเป็นเทคนิคที่เชื่อถือได้สำหรับการวัดประเภทนี้ เขากล่าว “ข้อสรุปของเราคือวิธีการทดลองของเราแสดงให้เห็นว่าไม่มีข้อบ่งชี้สำหรับการก่อตัวของโพลารอนขนาดใหญ่” เขากล่าว ” ผลลัพธ์นี้ควรนำไปสู่การประเมินทฤษฎีที่คาดการณ์การมีอยู่และบทบาทที่สำคัญของโพลารอนสำหรับคุณสมบัติของลีดเฮไลด์เพอรอฟสเกต ที่สำคัญที่สุดคือมีประสิทธิภาพสูงในฐานะวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์”
ในการติดตามผล นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาต้องการทำการวัดที่คล้ายคลึงกันกับตัวอย่างผลึก CsPbBr 3ในขณะที่ส่องแสงบนมัน แต่พวกเขาคาดหวังว่าสิ่งนี้จะ “ท้าทาย” ในการทดลอง พวกเขารายงานงานวิจัยปัจจุบันของพวกเขาในPhysical Review Letters
ในขณะเดียวกัน ทานิกุจิและเพื่อนร่วมงานก็ใช้ประโยชน์จากฮิมาวาริ-8 อย่างเต็มที่เพื่อติดตามดาวดวงอื่น พวกเขาได้ริเริ่มโครงการใหม่เพื่อสร้างรายการความแปรปรวนของดาวฤกษ์ที่มีอายุมากในแสงอินฟราเรด ตลอดจนการค้นหาวัตถุประเภทใหม่ที่แปรผันตามความยาวคลื่นอินฟราเรด บาคาร่าเว็บตรง
