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新式铁电资料也具光电效应

时间:2019-02-12编辑: admin 点击率:

  新式铁电资料也具光电效应

铁电资料光伏机制

  铁电资料光伏机制

  科学家以为,铁电资料在光照条件下能够发生很高的光伏电压,而太阳电池的光伏电压越高,代表着发生的电能越多,功率越高。但直到现在,没有人能够切当指出这种资料的光伏进程原理。美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室以及加州大学伯克利分校的研讨人员最近揭开了一种铁电资料光伏进程的奥秘面纱,并以为这一原理适用于相似资料。相关研讨成果宣布在《Physical Review Letters》上。研讨遭到美国能源部科学局Helios太阳能研讨中心和伯克利实验室导向研讨开发项目的赞助。

  他们的研讨对象是铋铁氧体(BFO)薄膜,这种薄膜具有特别的周期性铁电畴摆放,摆放长度超越几百微米,铁电畴呈长条状,宽约50-300 nm,之间被宽约2 nm的畴壁分隔,相邻铁电畴的电极化方向相反。

  在光线照射下,BFO薄膜发生的电流沿着与畴壁呈必定夹角的方向传达。研讨人员运用铂电极对由此发生的电压进行丈量发现,电极间隔越远,跨过的畴壁越多,则电压越高,证明铁电畴畴壁在添加电压方面起重要作用。畴壁两边相反电荷的集聚形成了电场,将铁电畴中由光电效应发生的载流子分隔。畴壁两边的电子与空穴为寻求配对,会脱离畴壁向电场较弱的铁电畴中部移动。因为铁电畴中光电效应发生的电子多于空穴,溢出的电子沿着同一方向从一个铁电畴进入相邻铁电畴,顺次下去,这种传递方法相似桶行列(bucket brigade)。跟着各铁电畴奉献的电荷越来越多,电压也随之升高,研讨人员将其称为锯齿电势(sawtooth potential)。

  不过,BFO并不是太阳电池的杰出候选资料,它只吸收蓝色和近紫外光,此外,BFO的光子吸收功率在畴壁邻近是最高的,能够发生很高的电压,可是却无法发生高电流,而后者也是杰出的太阳电池资料所需求的。不过,研讨人员以为,相似的原理在其他具有锯齿电势资猜中也应该存在,乃至可能存在于更多资猜中。

  

   铁电资料光伏机制光伏电压

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