埃尔朗根-纽伦堡大学破译钙钛矿晶体中的电子动力学

Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）大学的物理学家已经证明入射光会使温暖的钙钛矿中的电子旋转，从而影响电流的方向。因此，他们找到了这些晶体重要特征的关键，这些晶体可以在新太阳能电池的开发中发挥重要作用。

旋转电子的效率

太阳在可再生能源的利用方面发挥着重要作用。它的辐射能量能够提供热量，由于光伏发电，它提供的光可以转换成电能。钙钛矿是可以使用化学方法简单地制成的结晶化合物，已被认为是几年来低成本利用太阳能的有希望的手段。在实验室条件下，原型已达到惊人的效率水平。

关于为什么钙钛矿如此强大，几乎没有什么理论。 FAU固态物理主席Daniel Niesner博士说，有两个因素对于从太阳光中低成本地产生电能具有决定性作用。一方面，光必须在尽可能薄的层中激发尽可能多的电子。另一方面，电子必须能够尽可能自由地流向吸收电流的电极。研究人员怀疑钙钛矿能否特别好地利用电子的旋转来实现有效的电流流动。每个电子都有'旋转'，类似于台球的固有旋转，就像台球一样，左手或右手旋转，当他们被击中导致在桌子上产生弯曲的路径时，科学家们怀疑钙钛矿中电子的旋转和向前运动也可以联系起来。

有序的原子结构

埃尔兰根FAU的物理学家现在第一次证实了这种怀疑。在他们的实验中，他们使用了一种激光，这种光也具有旋转或旋转方向。结果：如果晶体通过左旋旋转曝光，则电子向左移动。如果光的方向反转，则电子流动的方向也会反转。他表示实验清楚地证明电子的旋转方向和电流的方向是相关的。

到目前为止，科学家们推测钙钛矿的原子结构对于这种行为来说太“有序”了。实际上，用冷却的钙钛矿晶体进行的实验仅显示出电子的旋转方向与电流方向之间的非常微弱的联系。然而，当晶体被加热到室温时，这会发生变化，因为原子的运动会导致高度有序结构的波动，Nieser说。 “热量使钙钛矿晶体能够使电子的旋转方向和流动方向联系起来。 “正常”的水晶无法做到这一点。”

电子中的热和自旋之间的联系的发现意味着FAU研究人员已经发现了钙钛矿中不寻常的电流流动的重要部分。他们的工作有助于提高对这些晶体的高能效的理解，并有助于在未来开发新的光伏材料。