上海光機所在鈣鈦礦太陽能電池的極化子動力學研究方面取得進展

近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室杜鵑研究員團隊與國科大杭州高等研究院和重慶大學合作，在鈣鈦礦太陽能電池的極化子動力學研究方面取得進展，相關成果以“Real-Time Observation of the Buildup of Polaron in α-FAPbI3”為題發(fā)表于Nature Communications。 aZt5/|B  
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有機-無機雜化鈣鈦礦(HOIPs)是近年來備受關注的一類半導體材料，相關光伏器件的光電轉換效率已經(jīng)達到了26%以上。同時，極化子的形成（即載流子與晶格之間的強耦合過程）被認為對雜化有機-無機鹵化物鈣鈦礦的光電性能起著至關重要的作用。因此，對有機-無機雜化鈣鈦礦的相關研究有利于進一步提高鈣鈦礦太陽能電池等器件的光電轉換效率。 ~|e?@3_G  
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研究人員在利用時間分辨太赫茲光譜研究了極化子遷移率的A位調控基礎之上(Journal of Energy Chemistry 76, 175-180, 2023)，提出在極化子的形成過程-亦即晶格振動與光生載流子強耦合過程中，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，能夠輻射相應聲子頻率的電磁波。隨后，研究人員成功在-FAPbI3薄膜中實現(xiàn)了對極化子形成過程中的太赫茲輻射進行探測與操控。該實驗成果不僅實時觀測了HOIPs中的極化子形成過程，而且還發(fā)現(xiàn)了一種新的與A位陽離子轉動相關的極化子模式，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研究支撐。 ~Zbr7zVn  
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本工作得到國家自然科學基金重大研究計劃、面上項目、青年基金項目的支持。 *oAv:8"iY  
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原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36652-4