通過結構動力學的光學刺激進行光化學的振動控制(VC)是一個新興概念,最近才在溶液中的模型分子中得到證實。將VC擴展到最先進的材料可能會帶來新的應用并提高光電器件的性能。金屬鹵化物鈣鈦礦因其機械柔軟性以及無機和有機亞晶格豐富的振動運動而成為VC有前途的目標。
在這里,倫敦帝國理工學院Artem A. Bakulin使用基于振動促進電子共振的光譜技術,通過甲脒陽離子的分子內振動展示了FAPbBr3鈣鈦礦太陽能電池的超快VC。
文章要點
1)研究人員觀察到的VC短(約300fs)時間窗凸顯了陽離子和無機亞晶格之間耦合的快速動態。
2)第一性原理模型表明,這種耦合是由調節鹵化鉛晶格和電子態的氫鍵介導的。
調節這種耦合的陽離子動力學可以抑制鈣鈦礦中的非輻射復合,從而降低光伏電池的電壓損失。
未來,VC 可用于在時分復用光信號的超快光開關中開啟新功能,以及在鈣鈦礦和更廣泛的光電系統中研究電子聲子耦合的強大工具。
參考文獻
Gallop, N.P., Maslennikov, D.R., Mondal, N. et al. Ultrafast vibrational control of organohalide perovskite optoelectronic devices using vibrationally promoted electronic resonance. Nat. Mater. (2023).
DOI:10.1038/s41563-023-01723-w
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01723-w