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導(dǎo)讀：德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)、海德堡大學(xué)和德累斯頓工業(yè)大學(xué)的一組研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的模型，用這種模型可以首次可靠而精確地確定過(guò)氧化物層的光致發(fā)光量子產(chǎn)率。

據(jù)德國(guó)科學(xué)家介紹，首次可以使用精確地測(cè)定過(guò)氧化物層的光致發(fā)光量子產(chǎn)率質(zhì)量。這表明，這種有前途的材料比以前假設(shè)的優(yōu)化潛力更大。



理論上，過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到30.5%左右。然而，為了接近這些效率水平，必須提高過(guò)氧化物半導(dǎo)體的光電質(zhì)量。

原則上適用于光伏的材料不僅要吸收光，還要有效地再次發(fā)射光——這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為光致發(fā)光。相關(guān)的測(cè)量參數(shù)，稱(chēng)為光致發(fā)光量子產(chǎn)率，非常適合確定過(guò)氧化物半導(dǎo)體的質(zhì)量。

哈諾寧太陽(yáng)能研究所(ISFH)，卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)和漢諾威大學(xué)電子材料與組件研究所以及Centrotherm，Singulus，Meyer Burger和Von Ardenne參與了該研究項(xiàng)目旨在使鈣鈦礦基硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到27%。

在發(fā)表于《Matter》的論文《通過(guò)光子再循環(huán)的精確定量揭示鈣鈦礦薄膜的內(nèi)部發(fā)光量子效率》中，研究團(tuán)隊(duì)展示了他們開(kāi)發(fā)的新方法是如何比之前假設(shè)的更精確地確定太陽(yáng)照射條件下的光致發(fā)光量子產(chǎn)率。


KIT科學(xué)家Paul Fassl解釋說(shuō)：“這取決于光子回收，即過(guò)氧化物發(fā)射的光子在薄層內(nèi)被重新吸收并再次發(fā)射的比例。”

研究人員將他們的模型應(yīng)用于三碘化甲基銨鉛(CH3NH3PbI3)，這是一種具有最高光致發(fā)光量子產(chǎn)率的過(guò)氧化物。此前估計(jì)為90%左右，但德國(guó)學(xué)者進(jìn)行的模型計(jì)算發(fā)現(xiàn)，這一數(shù)值實(shí)際上是78%左右。

根據(jù)科學(xué)家們的說(shuō)法，之前的估計(jì)沒(méi)有充分考慮到光散射的影響，這意味著這些估計(jì)低估了光子——光能的量子——在被重新吸收之前從層中逸出的概率。

KIT微結(jié)構(gòu)技術(shù)研究所(IMT)的先進(jìn)光學(xué)和下一代光伏材料小組負(fù)責(zé)人Ulrich W。 Paetzold說(shuō)：“我們的結(jié)果表明，優(yōu)化這些材料的潛力明顯高于之前的假設(shè)。”

該研究團(tuán)隊(duì)提供了一個(gè)開(kāi)源應(yīng)用，利用他們的模型可以計(jì)算出各種過(guò)氧化物材料的光致發(fā)光量子產(chǎn)率。 

原標(biāo)題：德國(guó)學(xué)者解讀過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池新過(guò)程