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科学者たちは、ビスマスフェライト超薄膜を用いた強誘電体材料のPhotovoltagesを発見

Published on September 19, 2011 at 3:41 AM

キャメロンチャイによって

カリフォルニア大学バークレー校およびエネルギー省のローレンスバークレー国立研究所(バークレー研究所)の米国エネルギー省の科学者は、ビスマスフェライトまたはBFO超薄膜を用いた強誘電体材料の太陽光発電プロセスの詳細を明らかにした。

研究者はまた、同じ原理が類似した材料のすべてのタイプに適用できることを発見した。研究者によって調査BFO膜は数ミクロンの距離以上にまたがる特定の周期的なドメインのパターンを持っている。ドメインは、ストライプ、単に2nmの厚さのドメイン壁により分離さは50〜300nmの幅を、それぞれ有するを作成する。各ストライプ内の電気分極は、その隣接するストライプのそれとは反対の方向になります。

反対の電気分極を持つドメインは、約140ナノメートル幅2ナノメートルの厚さの壁で区切られた平均、ビスマスフェライトの薄膜においても揃え配列を形成する。クレジット:ローレンスバークレー国立研究所

ジョエルのAger、研究者の一人は、研究チームは、正確に位置し、BFO膜のビルトイン電界の大きさを知っていたことだ。 BFO薄膜が点灯していたときに研究者は材料のバンドギャップ電圧が非常に高い電圧が、数回観測された、と彼は言った。電子が入ってくる光子によって解放され、ドメイン壁に垂直な方向に電流が流れ、その結果、対応する穴を形成している、と同氏は付け加えた。

科学者は電流を測定するためのBFO超薄膜に、白金の電気接点を装備。実験には反対の電気分極のエリア間の磁壁が太陽光発電電圧を増加させることを証明した。ドメイン壁の両側に反対の電荷が離れて電荷キャリアを強制的に電界を生成する。壁の一側に、電子は反発し、反対側で、穴が撃退しながら穴は、蓄積され、電子が蓄積されています。

太陽電池の効率は、正孔と電子の直接の再結合による減少します。しかし、BFO膜では、ドメインの"逆分極電荷が再結合を防ぐために、ドメイン壁で強い電界を生成する。電子と正孔は、弱い電界を持つドメインの中心に向かってドメインの壁から反対方向に移動する。電子の数が穴より大きいとして全体の現在の監督として、余分な電子が、同じ方向に他のドメインに強制されます。 Agerは他にあるドメインから励起電子のすべてのバケツで"バケツリレー"だと説明した。

光反応性のBFO極薄フィルムの効率は、ドメイン壁の近くに最高です。彼らは超高電圧を生成するにもかかわらず、彼らは、強力な太陽電池のための別の重要な要因高電流の短絡です。高電流による強誘電体""バケツリレー"光起電力効果の組み合わせは、優れた効率を持つ太陽電池アレイの製造を可能にします。

ソース: http://www.lbl.gov

Last Update: 4. October 2011 21:19

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