中国能源资讯网近日，美国能源部艾姆斯实验室的科学家们捕捉到了不到1万亿分之一秒的光粒子撞击太阳能电池并转化为能量，并首次描述了电荷载体和原子运动的物理现象。
束缚电子和空穴对的产生和分离，即激子，是太阳能电池和光电技术的关键过程，但要遵循它们的原始动力学和电子相干性是具有挑战性的。 在太赫兹光谱区使用时间分辨的低频光谱技术，研究人员探索了一种新型光电材料的光激子，这是一种叫做有机卤化物的卤化物。有机金属材料是用于光收集和电子运输设备的神奇材料，它们结合很多优点比如，传统的无机光伏设备的高能量转换性能，以及经济材料成本和有机版本的制造方法。
“这些设备很新,如此独特的机制一个粒子的光,或光子,将收取运营商和他们如何移动共同为能量转换，这是太阳能电池和光伏技术中最基本的流程，为什么这些材料如此不同?”这一直是科学界的一个大问题，它引发了一场研究和出版热潮。”Ames实验室科学家和爱荷华州立大学物理系副教授Jigang Wang表示。
埃姆斯实验室的研究人员想要知道的是，在材料中，被束缚的电子和空穴对，即激子的产生和分离，他们想要找出那个事件的量子路径和时间间隔。
在材料中测量电状态的常规多米测量不用于测量激子，这是电的中性准粒子，没有零电流。超快的太赫兹光谱技术提供了一种非接触式探测器，它能够跟踪其内部结构，并对光子-激子的事件进行量化，时间分辨率超过1万亿分之一秒。
王教授将研究人员在埃姆斯实验室的多个专业领域的贡献归功于这项发现。他说:“只有在材料设计和制造、计算理论和光谱学方面的专家的通力合作才有可能实现这一结果。”“把这些能力放在一个地方是使埃姆斯实验室成为这种光子材料研究中最具前瞻性的地方之一。”
