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太阳能电池材料被改造成纳米线激光器  

2016-03-09 19:50:08|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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编译:北京驰奔仪器有限公司
下一代太阳能电池原件材料已经被改造成200nm的纳米线激光器,产生明亮稳定的激光,其成为光电设备成为可能。

“制造纳米线的标准技术可能需要昂贵的装备和独特的条件,比如高温,可能遭遇来自其他的缺陷,比如有限的可调谐性,低亮度或者制造过程成本。”来自加利福尼亚大学和劳伦斯伯克利国家实验室能源部门的研究人员说
Solar Cell Materials Adapted into Nanowire Lasers - 驰奔电镜 - -扫描电子显微镜视界-
纳米线发光图像,由铯铅溴元素构成(CsPbBr3),由来自另外激光源的脉冲轰击后,发射明亮的激光。纳米线激光器发射激光超过一个小时,被证明非常稳定。它也被展示出具有从绿到蓝波长的宽调谐能力。图像中的标尺长度为2微米。
Solar Cell Materials Adapted into Nanowire Lasers - 驰奔电镜 - -扫描电子显微镜视界-
这张扫描电镜图像展示从化学浸渍过程中收集的 CsPbBr3纳米线和纳米盘。扫描电镜图像标尺长度为10微米。图像中左下展示的是造型良好的矩形纳米线末端,标尺长度为500nm。 

“发展纳米尺度激光器的整个目的是光激装置和电子设备在当前计算机芯片尺度下无缝连接。”  伯克利实验室的化学家杨培东说。“当前,这些光激性设备可能是笨重的”
杨培东的研究团队倡导发展纳米线激光器差不多在15年前,使用不同掺杂的材料,包括氧化锌(Zn0)和氮化镓(GaN)
最近的工作,研究团队通过在含铯的甲醇溶液中浸渍一个含铅薄膜,溴和氯加热到大约122F. 一个混合铯铅晶体线结构形成。包括直径从0.2到2.3微米长度范围从2~40微米的纳米线。

“使用相同的化学掺杂,由类立方晶体结构组成的分子结构,为高效太阳能电池元件新设计的新型波,也被证明有效。生成的纳米线具有类似钙钛矿或盐类的晶体结构,使得它们容易受到来自空气中湿度的伤害。”

“那是一个弱点,有些事情我们必须去研究和理解如何去改善。”杨说。有可能使用聚合物或其他材料为纳米线镀膜,可以让他们更具有抗破坏性。彻底检验其他材料和研究是否改善了性能,也存在机会,比如用锡取代铅。“ 杨培东说。

在实验中选择的纳米线,被放置在石英基体上,被另一个激光源激发发光。研究人员发现,当被一个可见的,仅仅持续万亿分之几秒钟的超快光脉冲轰击后,纳米线激光器发光超过10亿次循环,显示卓越的稳定性。

研究人员说,这些纳米线可能是使用全部无机掺杂材料首次发射激光,展示纳米线激光器可能被调准从绿到蓝波段可见光范围。

The research was published in Proceedings of the National Academy of Sciences (doi: 10.1073/pnas.1600789113).
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