这解释了为什么氧化锌(ZnO)染料敏化太阳能电池尚未达到预期。这些结果来自莫纳什大学(澳大利亚)和联合实验室合作伙伴Helmholtz Zentrum B。这解释了为什么氧化锌(ZnO)染料敏化太阳能电池还没有达到预期。该成果来自于莫纳什大学(澳洲)与柏林亥姆霍兹Zentrum Berlin(HZB)和柏林自由大学(FU Berlin)联合实验室的合作。他们已经在线发表在《自然》杂志的《科学报告》上。
太阳能可以通过一系列材料转化为电能和太阳能氢。一类重要的有机太阳能电池使用涂在半导体材料上的染料，如二氧化钛(TiO 2)。染料分子充当太阳能的“转换器”。它们捕获光并将电子作为自由电荷载流子注入TiO2，从而产生电流。然而，TiO2远非理想，氧化锌(ZnO)实际上应该更适合作为电极材料。这是因为ZnO中电荷载流子的迁移率更大，所以电荷分离后它们应该流动得更快。此外，ZnO可用于生产纳米结构，以简单的方式特别有效地捕捉阳光。
超短激光脉冲对激发态的详细研究
然而，到目前为止，还没有制造出更好的二氧化钛太阳能电池。现在，艾玛德阿齐兹领导的团队第一次直接观察到了原因，并在“溶液和界面的联合超快动力学实验室”对其进行了详细调查。这个实验室是由HZB和傅柏林共同经营的。它拥有一整套最先进的激光仪器，包括时间分辨光电子光谱仪，可以产生持续时间小于45飞秒的超短XUV脉冲。这些超短光脉冲使我们能够在超短时间尺度上跟踪激发态的时间和能量发展。
该界面被表示为电荷载流子的陷阱。
“我们的测量结果首次直接表明，电荷载流子被染料和半导体边界层之间形成的界面态暂时捕获。因此，它们不能立即被用作免费载体，”阿齐兹团队的博士生马里奥博格瓦德特(Mario Borgwardt)解释道。这些被“捕获”的电子在界面上停留的时间更长。这就增加了他们通过重组再次“迷失”的可能性。这反过来降低了太阳能电池的效率水平。
样本由澳大利亚莫纳什大学的利昂斯皮西亚教授提供。Spiccia在去年访问期间进行了富有成效的合作，这是亥姆霍兹协会颁发的亥姆霍兹国际奖学金的一部分，为这个项目的成功做出了根本性的贡献。
能量转换或储存材料设计的实用技巧
阿齐兹解释了结果的重要性：“这项工作使人们更好地理解染料分子和半导体之间的边界层过程。因此，我们可以理解染料和半导体材料之间的相互交流。这使我们能够设计出直接改善沟通的方法。这不仅对染料敏化太阳能电池的设计非常重要，而且对太阳能储氢光催化材料体系的开发也非常重要。氢燃料。
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