利用飛秒時間分解X射線光譜法成功觀測OPV光電轉換的初始過程

 

刊登日期:2022/9/20
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英國倫敦帝國理工學院(Imperial College London)開發了一項可在有機薄膜太陽電池(OPV)材料的光電轉換過程中,調查光線照射時最初瞬間狀況的手法。利用X射線脈衝(X-ray pulse)技術,研究人員成功地觀測到在光線照射後僅飛秒(Femtosecond,千萬億分之一秒)瞬間發生的光反應。研究人員對於光電轉換時受到最初光照射而產生之物質內的光反應進行了調查。首先利用15飛秒之可見光雷射脈衝照射材料以引發光反應,再以1,000分之1 飛秒的阿秒(Atto Second)X射線脈衝照射,對於物質如何變化進行了追蹤。

實驗結果成功地透過X射線光譜法首次直接觀測到可在材料中移動之電子與電洞成對(Pair)形成的初始狀態。在初始狀態,電子-電洞成對在物質中的分子鏈中呈現非定域化(Delocalization),但在大約50飛秒後則轉變成定域化的形態。此外,參與同一研究之英國紐卡索大學(Newcastle University)的計算也與觀測結果一致 從上述實驗與計算結果顯示,初始狀態取決於材料中分子鏈之間的距離。此次研究團隊解明了光線照射OPV的最初瞬間,今後則計劃結合其他高效率OPV材料,進一步推動超快動力學(Ultrafast Dynamics)的研究。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/220820_opv.html
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