Hibrid napelemes rendszerek akkumulátorral, elérhető áron. Kalkuláljon itt ingyenesen! (x)

Az austini Texasi Egyetem kutatói a halogenid-perovszkitok tulajdonságait vizsgálva a polaronok kialakulását kutatták – számol be a PV Magazine. A halogenid-perovszkitokat optoelektromos tulajdonságaik miatt olyan alkalmazásokban használják, mint a fotovoltaika, a csapat most szuperszámítógépek segítségével elemezték atomi szinten ezeket a tulajdonságokat. A csapat egy nyílt forráskódú Fortran és üzenetátviteli interfész kódot fejlesztett ki. Az EPW az elektron-fonon kölcsönhatással kapcsolatos tulajdonságokat számítja ki, a kód annak vizsgálatára specializálódott, hogy az elektronok hogyan lépnek kölcsönhatásba a szilárd test rácsának rezgéseivel, ami a polaronok kialakulását okozza. „Azt találtuk, hogy az elektronok lokalizált, keskeny hullámcsomagokat képeznek, amelyeket polaronoknak nevezünk” – mondta Feliciano Giustino, a tanulmány egyik szerzője. „Ezek a töltéscsomók, a kvázirészecske-polaronok sajátos tulajdonságokkal ruházzák fel a perovszkitokat” – tette hozzá. Giustino szerint a polaronok nagyon érdekes mintázatokat mutatnak. „Az atomok az elektron körül forognak, és olyan örvényeket alkotnak, amelyeket korábban soha nem figyeltek meg.

Azt gyanítjuk, hogy ez a furcsa örvényszerkezet megakadályozza, hogy az elektron visszamenjen a gerjesztetlen energiaszintre” – mondta. A szakember szerint ez az örvény egy védett topológiai struktúra a halogén perovszkit rácsanyagában, amely hosszú ideig a helyén marad, és lehetővé teszi az elektronok áramlását energiaveszteség nélkül. Tanulmányukban a kutatók kiemelik, hogy a polaronok sokféle formát öltenek a halogenid-perovszkitokban, beleértve a kis polaronokat, a nagy polaronokat és a töltéssűrűség-hullámokat. „Eredményeink azt sugallják, hogy a halogenid-perovszkitok a kvantumanyagok olyan osztályának tekinthetők, amelyben az elektron-fonon csatolások helyettesítik a korrelált elektronrendszerek hagyományos elektron-elektron kölcsönhatásait” – írják publikációjukban a szakemberek.

Kép: J. Lafuente-Bartolome