钙钛矿发展的新途径

Original TestPV 全球光伏 2022-05-20

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因具有卓越的光吸收特性、原料丰富、成本低廉、高效率等一系列优势，钙钛矿太阳能电池引起了全球光伏行业的广泛关注。但是关于钙钛矿材料的分子特性以及为什么这种结构能很好地应用于太阳能电池的化学解释仍未给出，而了解钙钛矿材料内部的化学构造和工作机理却极为重要，这可以为以后运用进行指导优化。

Ames实验室研究人员开发了一种方法，该方法使用超快光脉冲来研究钙钛矿中原子级的工作机理。

近日，美国Ames实验室研究小组发现，以每秒数万亿个周期的强大光脉冲来引发材料中的量子运动，并使用第二光脉冲能够捕获材料中“ Rashba效应”的图像，这证明钙钛矿材料中存在原子级现象。

Ames实验室研究小组利用甲基铵碘化铅（CH3NH3PbI3）设计了一种研究这种材料量子行为的新方法。这使他们能够证明存在一种称为Rashba效应的机制，这种现象涉及电子绕原子核旋转时的动量和自旋。

团队的发现解决了有关Rashba效应存在的争论：它们确实存在于散装金属卤化物钙钛矿材料中。美国Ames实验室研究小组高级科学家王纪刚表示，通过操纵原子和电子的量子运动来设计Rashba分裂带，该效应被随机局部波动隐藏，这是该效应的一次重大飞跃。

王纪刚补充道，这一发现为研究人员利用量子控制和超快工程来影响Rashba效应开辟了进一步的可能性，其中可能包括优化光伏应用材料，将为光伏创造新的机会。

注：本文描述的利用金属卤化物钙钛矿CH3NH3PbI3中的声子相干性对Rashba精细结构进行超快控制的方法，发表在《物理评论快报》上。