Los físicos de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg FAU han demostrado que la luz entrante hace que los electrones en las perovskitas calientes giren, lo que influye en la dirección del flujo de la corriente eléctrica. Por lo tanto, han encontrado la clave para una característica importante deestos cristales, que podrían desempeñar un papel importante en el desarrollo de nuevas células solares.
Eficiencia de los electrones giratorios
El sol juega un papel importante en el uso de fuentes de energía renovables. Su energía de radiación proporciona calor y la luz que proporciona puede convertirse en electricidad gracias a la energía fotovoltaica. Perovskitas, que son compuestos cristalinos que pueden fabricarse simplemente mediante procesos químicos,han sido considerados un medio prometedor para utilizar el poder de la luz solar de manera rentable durante varios años. En condiciones de laboratorio, los prototipos han alcanzado niveles sorprendentes de eficiencia.
Existe poco conocimiento sobre por qué las perovskitas son tan poderosas. "Dos factores son decisivos para generar energía eléctrica de manera rentable a partir de la luz solar", dice el Dr. Daniel Niesner, de la Cátedra de Física del Estado Sólido de la FAU. "Por un lado, la luz debe excitar tantos electrones como sea posible en una capa lo más delgada posible. Por otro lado, los electrones deben poder fluir tan libremente como sea posible a los electrodos que recogen la corriente ". Los investigadores sospechan que las perovskitas producenbuen uso de la rotación de electrones para un flujo de corriente eficiente. "Cada electrón tiene un" giro ", similar a la rotación intrínseca de una bola de billar", explica Niesner. "Como es el caso de las bolas de billar, donde la mano izquierda o derecha-El giro manual cuando son golpeados con la señal conduce a un camino curvo sobre la mesa, los científicos sospechan que la rotación y el movimiento hacia adelante en los electrones en las perovskitas también podrían estar vinculados ''.
estructura atómica ordenada
Los físicos de la FAU en Erlangen ahora han confirmado esta sospecha por primera vez. En sus experimentos, utilizaron un láser cuya luz también tiene un giro o una dirección de rotación. El resultado: si un cristal se expone a la luz con una izquierda-a mano, los electrones se mueven hacia la izquierda. Si se invierte la dirección de la luz, también se invierte la dirección del flujo de electrones. "Los experimentos demuestran claramente que la dirección de rotación de los electrones y la dirección del flujo de corriente sonvinculado.'
Hasta ahora, los científicos suponían que la estructura atómica de las perovskitas era demasiado "ordenada" para tal comportamiento. De hecho, los experimentos con cristales de perovskita enfriados muestran solo un vínculo muy débil entre la dirección de rotación de los electrones y la dirección deflujo actual. "Esto cambia, sin embargo, cuando los cristales se calientan a temperatura ambiente porque el movimiento de los átomos conduce a desviaciones fluctuantes de la estructura altamente ordenada", dice Nieser. "El calor permite que los cristales de perovskita unan la direcciónde rotación y flujo de electrones. Un cristal 'normal' no podría hacer eso '.
El descubrimiento de la conexión entre el calor y el espín en los electrones significa que los investigadores de la FAU han descubierto un aspecto vital del flujo inusual de corriente en las perovskitas. Su trabajo podría contribuir a mejorar la comprensión de la alta eficiencia energética de estos cristales y adesarrollando nuevos materiales para energía fotovoltaica en el futuro.
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Materiales proporcionado por Universidad de Erlangen-Nuremberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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