chinese直男口爆体育生外卖, 99久久er热在这里只有精品99, 又色又爽又黄18禁美女裸身无遮挡, gogogo高清免费观看日本电视,私密按摩师高清版在线,人妻视频毛茸茸,91论坛 兴趣闲谈,欧美 亚洲 精品 8区,国产精品久久久久精品免费

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

研究一類新型的體光伏效應(yīng),與通常的基于pn結(jié)的太陽能電池不同

ExMh_zhishexues ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-04-27 10:45 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

兩個看似并不關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象,一篇漂亮的Science論文……Ideas are cheap, 重要的是實現(xiàn)!

4月19日,Science上線一篇來自英國University of Warwick的研究論文,題目只有兩個字,F(xiàn)lexo-photovoltaic effect,報道了Marin Alexe教授組最新的研究成果,撓曲電光伏效應(yīng)。論文的第一作者是來自中國的博士研究生楊明敏,曾在中國科學院上海硅酸鹽研究所讀研究生。

Alexe 和楊明敏

近些年Science和Nature發(fā)表的太陽能電池論文非常多,大多集中在金屬鹵化物有機無機雜化體系。這篇Science論文則另辟蹊徑,研究了一類新型的體光伏效應(yīng)(Bulk Photovoltaic, BPV)。與通常的基于pn結(jié)的太陽能電池不同,體光伏效應(yīng)的開路電壓不受半導(dǎo)體帶隙限制,其效率也不受Shockley-Queisser極限約束,因此又被稱為反常光伏效應(yīng)(Anomalous Photovoltaic,APV)。

體光伏效應(yīng)簡單示意

體光伏效應(yīng)通常發(fā)生在具有非中心對稱的晶體材料,因其光電子激發(fā)、散射、和弛豫在不同(相反)的晶格傳輸方向具有不同的概率而起,因而不需要pn結(jié)分離光生載流子。如上圖所示,電子可以從A吸收光子躍遷到B再至C,但反向傳輸因為從C躍遷到B的概率極低,幾乎不可能,因而產(chǎn)生定向光電流。由此可見,非中心對稱性是這類體光伏效應(yīng)的必要條件。這也是為什么體光伏效應(yīng)通常出現(xiàn)在鐵電材料之中,如BaTiO3和 BiFeO3這樣的氧化物鈣鈦礦鐵電體。然而,這類材料通常是大帶隙的半導(dǎo)體,閉路電流很低,限制了其光伏轉(zhuǎn)換效率和實際應(yīng)用。楊和Alexe的最新發(fā)現(xiàn),為解決這一問題指引了方向。

撓曲電效應(yīng)簡單示意

楊和Alexe的思路,是在具中心對稱性的材料中通過人工的方式引入對稱性破缺,從而誘導(dǎo)原本不可能的體光伏效應(yīng)。其運用的撓曲電效應(yīng)機制,也是近幾年大熱的研究領(lǐng)域,核心是通過應(yīng)變梯度人工引入非中心對稱性和電極化,如上圖所示,可以直觀地通過彎曲形變實現(xiàn)。

應(yīng)變分布及對應(yīng)的極化旋轉(zhuǎn)

因此,撓曲電效應(yīng)也被稱做彎電效應(yīng),是上世紀60年代由Mashkevich和Tolpygo首次提出的,其唯像理論最初由Kogan建立。對于塊體材料而言,該效應(yīng)很小,因此早期的撓曲電研究多集中在細胞膜和液晶等柔性體系。本世紀初,賓州州立大學Eric Cross教授及其合作者、現(xiàn)汕頭大學的馬文輝教授發(fā)表一系列工作證實在異質(zhì)材料體系中撓曲電效應(yīng)顯著存在,引起材料科學界的重視和關(guān)注。2008年,現(xiàn)北京理工大學的洪家旺教授和David Vanderbilt教授發(fā)展了撓曲電效應(yīng)的密度泛函理論,計算預(yù)測了一系列材料的撓曲電系數(shù),將撓曲電效應(yīng)建立在堅實的微觀物理基礎(chǔ)之上。2011年,Catalan和Noheda運用透射電鏡直接觀測到鐵電薄膜界面處的應(yīng)變梯度和由其引起的極化旋轉(zhuǎn),如上圖所示,文章發(fā)表于Nature Materials。人們意識到,在納米尺度,撓曲電效應(yīng)不可忽略,并可用于提升材料性能。

撓曲電光伏效應(yīng)

楊明敏和Alexe則將撓曲電效應(yīng)開創(chuàng)性地用于體光伏效應(yīng)。如上圖所示,其數(shù)據(jù)相當干凈清晰。他們采用原子力顯微鏡探針對樣品局域加載。探針下顯著的應(yīng)變梯度破壞了材料的中心對稱性,引起局域電極化和體光伏效應(yīng),并在中心對稱的單晶SrTiO3和TiO2中得到驗證。由圖可見,探針壓力引起顯著的光電流,電流密度隨壓力增加而增加,且與樣品受壓體積對應(yīng)。在TiO2中,所測得光電流密度高達1A/cm2,較正常情形提高3個數(shù)量級。

光電流隨光極化矢量方向的變化

所測光電流起源于體光伏效應(yīng)最強的證據(jù),來自電流隨光極化和電流方向夾角的變化,如上圖所示。無論是在SrTiO3還是TiO2中,實驗趨勢與理論預(yù)測都完全吻合。

BiFeO3光電流分布及其與疇結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)

其實,楊明敏和Alexe并非將撓曲電效應(yīng)用于光伏的第一人。2015年,韓國KAIST的Chan-Ho Yang教授就在Nature Nanotechnology報道了BiFeO3混合相界處增強的光電流,如上圖所示。不同的是,BiFeO3本身即具備體光伏效應(yīng),而楊和Alexe則在中心對稱體系通過撓曲電效應(yīng)誘導(dǎo)了體光伏效應(yīng)。

機械翻轉(zhuǎn)鐵電極化

近些年關(guān)于撓曲電效應(yīng)的高顯示度文章非常多。如上圖所示,2012年內(nèi)布拉斯加大學的胡和Gruverman教授在Science報道利用撓曲電效應(yīng)實現(xiàn)機械翻轉(zhuǎn)鐵電極化。今年,這一思路被賓州州立大學陳龍慶教授等延伸至非180度的鐵電疇調(diào)控,文章發(fā)表于Nature Nanotechnology。

2014年,Pradeep Sharma教授及其合作者在非壓電的二維材料體系通過撓曲電效應(yīng)產(chǎn)生反常壓電性。2015年,Catalan等人利用這一現(xiàn)象,在超薄的SrTiO3懸臂梁中實現(xiàn)了電致彎曲并將其用于MEMS器件。

曲電效應(yīng)誘導(dǎo)氧空位分布

除撓曲電效應(yīng)之外,應(yīng)變梯度也可以導(dǎo)致?lián)锨判?yīng)、乃至撓曲化學效應(yīng)。如上圖所示,陳龍慶和韓國TW Noh教授2017年在Nature Communications報道了通過撓曲電效應(yīng)控制氧空位分布,并通過開爾文探針觀測,可以視為撓曲電化學效應(yīng)的體現(xiàn)。

撓曲電光伏效應(yīng)是否能夠用于提升太陽能電池效率,還有待驗證。不過楊和Alexe一經(jīng)捅破看似簡單的想法,則頗具啟迪。其實,近年來所發(fā)表的撓曲電效應(yīng)的許多文章,想法看起來都不難。但 Ideas are cheap, 重要的是能夠?qū)崿F(xiàn)。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 太陽能電池
    +關(guān)注

    關(guān)注

    22

    文章

    1252

    瀏覽量

    72736
  • 光伏
    +關(guān)注

    關(guān)注

    51

    文章

    4134

    瀏覽量

    73184

原文標題:Science: 彎還是直, 這是一個問題, 從中國學生發(fā)現(xiàn)撓曲電光伏效應(yīng)說開

文章出處:【微信號:zhishexueshuquan,微信公眾號:知社學術(shù)圈】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評論

    相關(guān)推薦
    熱點推薦

    講義:太陽能電池的基本原理及設(shè)計方法

    講義:太陽能電池的基本原理及設(shè)計方法本章以單晶硅pn結(jié)太陽能電池為例,介紹半導(dǎo)體
    發(fā)表于 10-26 15:53

    太陽能電池的原理之光—電直接轉(zhuǎn)換

    太陽能電池的原理之光—電直接轉(zhuǎn)換:—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng),將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能,—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是
    發(fā)表于 07-05 17:45

    太陽能電池發(fā)電方式分類及工作原理

    轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng),將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能,—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池
    發(fā)表于 05-15 11:40

    太陽能電池系統(tǒng)——想用太陽能電池的收下吧~~~

    太陽能電池系統(tǒng)資料。。。aTeastaEdait
    發(fā)表于 11-12 22:16

    太陽能發(fā)電和光熱發(fā)電概況

    160-320MW之間?!  ?b class='flag-5'>太陽能發(fā)電站建設(shè)成本  太陽能熱水器薄膜太陽能電池太陽能電池
    發(fā)表于 04-21 14:48

    解讀太陽能電池的基本特性

      太陽電池的性能參數(shù)由開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等組成。這些參數(shù)是衡量太陽能電池性能好壞的標志?! ?、太陽能電池的伏安特性  P-N結(jié)
    發(fā)表于 10-17 10:23

    太陽能電池該如何“瘦身”

    聯(lián)合使用,鉛蓄電池太陽能供電系統(tǒng)中應(yīng)用較多的一類大容量蓄電池。兩種產(chǎn)品的結(jié)合,使本來體積就不小的太陽能電池變得更加“龐大”,如果想要應(yīng)用到
    發(fā)表于 01-15 17:26

    四種薄膜太陽能電池,哪種會最終勝出?

    太陽能電池可分為三:單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池三種。非晶硅薄膜就是相對于單晶硅和多晶硅來說的。薄膜
    發(fā)表于 01-29 15:46

    太陽能電池模擬器的實現(xiàn)原理是什么?

    目前,全球性的能源危機迫使越來越多的國家開始重視新能源的研究,發(fā)電作為其中很重要的種也得到了廣泛研究。但是,由于
    發(fā)表于 08-15 07:12

    太陽能發(fā)電系統(tǒng)有哪些

    太陽能發(fā)電系統(tǒng)有哪些,原理是什么?太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄
    發(fā)表于 06-30 06:46

    太陽能電池的基本原理

    太陽能電池的基本原理本章以單晶硅pn結(jié)太陽能電池為例,介紹半導(dǎo)體太陽能電池的基本工作原理、結(jié)構(gòu)及其特性分析。當有適當波長的光照射到這個
    發(fā)表于 11-04 11:12 ?41次下載

    太陽能發(fā)電通過效應(yīng)太陽能轉(zhuǎn)化為電能

    ? ? 太陽能發(fā)電主要是通過效應(yīng)太陽能轉(zhuǎn)化
    的頭像 發(fā)表于 07-01 15:43 ?8769次閱讀
    <b class='flag-5'>太陽能</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>發(fā)電通過<b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b><b class='flag-5'>效應(yīng)</b>將<b class='flag-5'>太陽能</b>轉(zhuǎn)化為電能

    太陽能發(fā)電的原理及其優(yōu)勢

    效應(yīng)在液體和固體物質(zhì)中都會發(fā)生,但是只有固體(尤其是半導(dǎo)體PN結(jié)器件)在太陽光照射下的光
    的頭像 發(fā)表于 04-18 11:20 ?4308次閱讀

    太陽能電池工作原理 硅太陽能電池分類

    太陽能電池工作原理 硅太陽能電池分類? 硅太陽能電池是當前太陽能利用技術(shù)中使用最廣泛的電池
    的頭像 發(fā)表于 10-18 14:43 ?3554次閱讀

    太陽能電池工作原理 太陽能電池與鋰電池的區(qū)別

    組成。這些單元被稱為太陽能電池片,每個電池片都能將轉(zhuǎn)化為電能。 太陽能電池的工作原理是
    的頭像 發(fā)表于 01-10 16:50 ?3909次閱讀