超快速电子测量为太阳能行业提供重要发现

时间：2021-06-08 15:31:11 来源：

关键是超快的闪光，由弗里德里希·罗斯博士领导的团队在汉堡的 FLASH 工作，这是世界上第一个在 X 射线区域的自由电子激光器。“我们利用了这种 X 射线源的特殊性质，并用时间分辨 X 射线光电子能谱 (TR-XPS) 对其进行了扩展。这种方法基于外部光电效应，阿尔伯特爱因斯坦收到了解释1921年诺贝尔物理学奖。

超快速电子测量为太阳能行业提供重要发现

“这是第一次，当光照射到有机太阳能电池等模型系统时，我们能够直接分析具体的电荷分离和后续过程。我们还能够实时确定电荷分离的效率，” TU Bergakademie Freiberg 实验物理研究所的 Roth 博士解释说。

用光子科学制造更好的太阳能电池

与以前的方法相比，研究人员能够识别出以前未观察到的电荷分离通道。“通过我们的测量方法，我们可以进行时间分辨的、特定于原子的分析。这为我们提供了可以分配给相关分子的指纹。我们可以看到由光学激光激发的电子何时到达受体分子，它们会停留多长时间以及它们何时或如何再次消失，”Serguei Molodtsov 教授在解释测量方法时说。他是弗莱堡实验物理研究所“X 射线自由电子激光器 (XFEL) 和同步辐射的结构研究”研究小组的负责人，并且是欧洲 X 射线自由电子激光器 (EuXFEL) 的科学主任。

分析弱点并提高量子效率

实时分析和内部参数测量是基础研究的重要方面，太阳能行业尤其可以从中受益。“通过我们的测量，我们得出了关于自由电荷载流子形成或丢失的界面的重要结论，从而削弱了太阳能电池的性能，”罗斯博士补充道。例如，根据弗莱堡研究人员的发现，可以推导出分子水平或材料科学领域的优化可能性，量子效率可以优化新兴的光伏和光催化系统。量子效率描述了入射光与光子流(产生的电流)的比率。该团队在当前的专业出版物《自然通讯》杂志上发表了这一结果。

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