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      稱為鈣鈦礦的多功能化合物因其在下一代太陽能技術(shù)中的應(yīng)用而受到重
      
			
      
				2019-11-26 15:39:11
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      稱為鈣鈦礦的多功能化合物因其在下一代太陽能技術(shù)中的應(yīng)用而受到重視。盡管鈣鈦礦設(shè)備效率高且相對便宜，但仍需完善。它們通常包含原子級的結(jié)構(gòu)缺陷。
      

      OIST能源材料和表面科學(xué)部門的Qi Yabing教授及其團(tuán)隊與美國匹茲堡大學(xué)的研究人員合作，首次確定了導(dǎo)致離子運動，破壞鈣鈦礦穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)缺陷。材料。研究人員的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在ACS Nano上，可能為將來優(yōu)化鈣鈦礦太陽能電池的工程方法提供參考。
      

      稱為鈣鈦礦的多功能化合物因其在下一代太陽能技術(shù)中的應(yīng)用而受到重
      

      OIST博士Collin Stecker表示：“很長一段時間以來，科學(xué)家們都知道存在結(jié)構(gòu)缺陷，但不了解其確切的化學(xué)性質(zhì)。學(xué)生和研究的第一作者。“我們的研究深入研究了鈣鈦礦材料的基本特性，以幫助設(shè)備工程師進(jìn)一步改進(jìn)它們。”
      

      表面問題
      

      鈣鈦礦化合物具有獨特的結(jié)構(gòu)，使其可用于電子，工程和光伏領(lǐng)域。它們在吸收光以及生成和傳輸負(fù)責(zé)半導(dǎo)體材料中電流的電荷載流子方面非常出色。將鈣鈦礦材料夾在其他功能層之間形成鈣鈦礦太陽能電池。然而，鈣鈦礦層中的缺陷會破壞鈣鈦礦與電池相鄰層之間的電荷轉(zhuǎn)移，從而阻礙了器件的整體性能和穩(wěn)定性。
      

      鈣鈦礦表面的該圖像顯示了離子在整個表面上的移動以及引起這些移動的空位。圖片來源：沖繩科技大學(xué)
      

      為了了解這些鈣鈦礦缺陷的電子和動態(tài)特性，OIST研究人員使用了一種稱為掃描隧道顯微鏡的方法來獲取鈣鈦礦表面上各個離子運動的高分辨率圖像。
      

      在分析這些圖像后，Stecker和他的同事注意到整個原子表面缺失的空位。另外，他們發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦表面上的一對Br-(溴化物)離子正在移動和改變方向。匹茲堡大學(xué)的研究人員的合作者進(jìn)行了一系列理論計算，以模擬這些離子采取的途徑，從而支持了這些實驗觀察。
      

      OIST的科學(xué)家得出結(jié)論，表面空位很可能導(dǎo)致這些離子在鈣鈦礦材料上移動。了解這種離子移動的機制可能會在以后幫助科學(xué)家和工程師減輕這些缺陷的結(jié)構(gòu)和功能后果。
      

      研究人員承認(rèn)，盡管鈣鈦礦是廣泛使用的硅的有前途的替代品，但在將其商業(yè)化之前還需要對其進(jìn)行完善。
      

      斯特克說：“這些鈣鈦礦表面比我們以前預(yù)期的要動態(tài)得多。” “現(xiàn)在，有了這些新發(fā)現(xiàn)，我們希望工程師能夠更好地說明缺陷的影響及其運動，以改善設(shè)備。”
      
			

			
        
      
			
      
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