日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種檢測晶體半導(dǎo)體效率的新方法。該團(tuán)隊有史以來第一次使用特定類型的光致發(fā)光光譜，一種檢測光的方法，以表征半導(dǎo)體。發(fā)射的光能被用作晶體質(zhì)量的指標(biāo)。該方法可能最終導(dǎo)致更高效的發(fā)光二極管(LED)和太陽能電池。此外，它還可以引領(lǐng)電子產(chǎn)品的其他一些進(jìn)步。

這項研究發(fā)表在2019年7月31日的APL材料中，涉及稱為鹵化鉛鹵素的晶體 - 獨(dú)特類型的材料，其結(jié)構(gòu)對太陽能電池性能有效。晶體由與無機(jī)材料互鎖的有機(jī)材料組成。鈣鈦礦是具有許多應(yīng)用的半導(dǎo)體材料。與標(biāo)準(zhǔn)商用太陽能電池相比，它們更高效，更容易制造，成本更低。

此外，這些有前途的晶體還可以產(chǎn)生新的電子顯示器，傳感器和其他由光激活的設(shè)備，以更低的成本為光線電子制造商提供更高的效率。此外，這些晶體有可能收獲太陽能。大多數(shù)太陽能電池都是用硅晶體制成的，這是一種相對簡單有效的加工材料。然而，基于鈣鈦礦的器件可能提供比硅更高的轉(zhuǎn)換效率。

“為了進(jìn)一步開發(fā)基于鈣鈦礦的器件，必須定量評估高質(zhì)量鈣鈦礦晶體的絕對效率，而不假設(shè)任何預(yù)定義的物理模型特別重要，”相應(yīng)的作者Kazunobu Kojima說道，日本東北大學(xué)副教授。“我們的方法是新的和獨(dú)特的，因為以前的方法依賴于通過模型依賴的光致發(fā)光分析進(jìn)行效率估算。”

了解光致發(fā)光對于設(shè)計控制，生成或檢測光的設(shè)備非常重要，包括太陽能電池，LED和光傳感器。到目前為止，這些檢測在很大程度上依賴于理論建模作為預(yù)測基于鈣鈦礦的半導(dǎo)體效率的方法。對于這項研究，作者已經(jīng)實(shí)施了他們最初在2016年提出的稱為全向光致發(fā)光光譜學(xué)或“ODPL光譜學(xué)”的技術(shù)。該程序是一種非接觸式，非破壞性的方法，可以從各個方向探測晶體的電子結(jié)構(gòu)，使它們能夠輕松快速地量化晶體的特性。

下一步重要的是實(shí)施ODPL光譜學(xué)以研究不同類型的鈣鈦礦材料。這可以更好地理解基于晶體的半導(dǎo)體以及更高效的半導(dǎo)體。作者表示，他們未來的研究將側(cè)重于提高晶體效率并確保其在所有材料領(lǐng)域的統(tǒng)一。