_ Cercetătorii descoperă o tensiune care depinde de lungimea de undă a luminii incidente

Oamenii de știință de la Institutul pentru Inițiative de Cercetare Deschise și Transdisciplinare de la Universitatea Osaka au descoperit o nouă caracteristică a celulelor solare realizate din compozit sulfiodură de antimoniu:sulfură, pe care l-au numit dependent de lungimea de undă. efect fotovoltaic (WDPE). Echipa a stabilit că schimbarea culorii luminii incidente de la vizibil la ultraviolet a indus o schimbare reversibilă a tensiunii de ieșire, lăsând în același timp curentul generat neschimbat. Această activitate poate duce la noi dispozitive funcționale de detectare a luminii și de imagistică.

Dispozitivele fotovoltaice (cum ar fi celulele solare și fotodiodele) care convertesc energia luminoasă în energie electronică sunt importante ca surse de energie regenerabilă sau ca lumină. /senzori de imagine. Progresele recente ale dispozitivelor fotovoltaice cu film subțire au atras multă atenție datorită procesului lor cu costuri reduse, flexibilității și greutății reduse. Cu toate acestea, deși până acum au fost raportate diverse dispozitive fotovoltaice, răspunsurile reversibile și rapide dependente de lungimea de undă nu au fost observate anterior. Pentru a distinge culorile de iradiere folosind o singură fotodiodă, trebuie utilizat un filtru cu cristale lichide care poate schimba electronic gama de culori de absorbție. Cu toate acestea, aceste filtre sunt voluminoase; posibilitatea de a efectua detectarea culorii fără a necesita astfel de filtre ar fi utilă pentru a minimiza dimensiunea dispozitivelor fotovoltaice.

Acum, o echipă de cercetători de la Universitatea din Osaka a construit noi dispozitive fotovoltaice realizate din compozit sulfiodură de antimoniu:sulfură și a găsit un efect inedit. Tensiunea generată ar putea fi schimbată prin comutarea culorii luminii, în care ultravioletele au redus tensiunea de ieșire. Adică, o schimbare reversibilă a curbelor curent versus tensiune ar putea fi obținută pur și simplu prin strălucirea diferitelor culori de lumină pe dispozitiv. „O astfel de schimbare dramatică a tensiunii nu este observată în siliciu, perovskiți sau celule solare organice”, explică primul autor Ryosuke Nishikubo.

Pentru a înțelege mai bine mecanismul din spatele acestui efect, oamenii de știință au efectuat apoi un fotovoltaj tranzitoriu ( TPV) și extragerea sarcinii foto-induse prin creșterea liniară a tensiunii (foto-CELIV). Aceste experimente au ajutat la clarificarea schimbării dramatice și reversibile a duratei de viață a purtătorului de sarcină indusă de iradierea ultravioletă.

Echipa a ajuns la concluzia că WDPE a fost cauzat de stări metastabile de „capcană” la interfața heterojoncției, generate de încărcături mari de energie. Aceste capcane de energie interfacială au redus semnificativ tensiunea de ieșire și, ca urmare, lumina anumitor energii a putut fi distinsă în funcție de tensiune. Această schimbare ar putea fi îmbunătățită de prezența vaporilor dintr-un solvent polar. „În timp ce munca noastră ajută la promovarea științei de bază, explicând acest efect nou, cercetarea are, de asemenea, multe aplicații potențiale, inclusiv ca detector de vapori”, spune autorul principal Akinori Saeki.

Fenomenul recent descoperit poate fi aplicat la senzorul de lumină utilizat în orice, de la telefoane mobile la mașini, la sisteme de securitate sau horticole. De asemenea, poate face parte din aplicațiile de imagistică în domeniul medical și al altor activități științifice, cum ar fi sateliții spațiali și microfotografie. În plus, este, de asemenea, potențial de dorit ca sursă de energie regenerabilă, din cauza toxicității scăzute și a costului de producție scăzut.

Cercetarea lor a fost publicată în Advanced Functional Materials.

(Fluierul)