上海光機(jī)所在鈣鈦礦太陽能電池的極化子動(dòng)力學(xué)研究方面取得進(jìn)展
近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杜鵑研究員團(tuán)隊(duì)與國(guó)科大杭州高等研究院和重慶大學(xué)合作，在鈣鈦礦太陽能電池的極化子動(dòng)力學(xué)研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)成果以“Real-Time Observation of the Buildup of Polaron in α-FAPbI3”為題發(fā)表于Nature Communications。 ^,#MfF6
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有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦(HOIPs)是近年來備受關(guān)注的一類半導(dǎo)體材料，相關(guān)光伏器件的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了26%以上。同時(shí)，極化子的形成（即載流子與晶格之間的強(qiáng)耦合過程）被認(rèn)為對(duì)雜化有機(jī)-無機(jī)鹵化物鈣鈦礦的光電性能起著至關(guān)重要的作用。因此，對(duì)有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦的相關(guān)研究有利于進(jìn)一步提高鈣鈦礦太陽能電池等器件的光電轉(zhuǎn)換效率。 S~ZRqL7Z O
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研究人員在利用時(shí)間分辨太赫茲光譜研究了極化子遷移率的A位調(diào)控基礎(chǔ)之上(Journal of Energy Chemistry 76, 175-180, 2023)，提出在極化子的形成過程-亦即晶格振動(dòng)與光生載流子強(qiáng)耦合過程中，存在著亞皮秒（10-12次方秒）非諧耦合，根據(jù)麥克斯韋方程組，能夠輻射相應(yīng)聲子頻率的電磁波。隨后，研究人員成功在-FAPbI3薄膜中實(shí)現(xiàn)了對(duì)極化子形成過程中的太赫茲輻射進(jìn)行探測(cè)與操控。該實(shí)驗(yàn)成果不僅實(shí)時(shí)觀測(cè)了HOIPs中的極化子形成過程，而且還發(fā)現(xiàn)了一種新的與A位陽離子轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)的極化子模式，為基于HOIPs的太陽能電池中的熱載流子利用提供了重要的基礎(chǔ)研究支撐。 $yZ(ws
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(a)丹倍電流輻射太赫茲示意圖；(b)太赫茲頻譜; (c)極化子形成產(chǎn)生太赫茲輻射的原理圖; (d)FAPbI3能帶結(jié)構(gòu)示意圖; (e)不同泵浦光子能量下的太赫茲時(shí)域譜。 O7xBMqMf
本工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃、面上項(xiàng)目、青年基金項(xiàng)目的支持。 6AKT -r.
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原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36652-4
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