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鉑銠熱電偶

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研究人員成功製造出具有高結晶度的鉑銠熱電偶

來源:www.kimmosasi.net作者:發表時間:2019-09-11

    鉑銠熱電偶電池被認為是可再生能源行業的一種有前途的創新種子,因為它是一種靈活,輕便,經濟高效的綠色設備。

    然而,與傳統矽鉑銠熱電偶電池相比,鉑銠熱電偶電池的能量轉換效率較低。

    在半導體鉑銠熱電偶電池中,光在電池中的兩個半導體層處的“pn結”界麵處變成通電的一對孔(正載流子)和電子(負載流子)。在半導體的每一層中,受主(電子捕獲; n型)和施主(電子俯仰; p型)分子彼此麵對,作為完美的pn結。

    增加電池中這種鉑銠熱電偶“電池”的數量需要大麵積的pn結,從而產生了複雜的“體積”pn結 - 這是一種類似於褶皺的折疊界麵。在像迷宮這樣的複雜結構中,由於分子排列不均勻,所以產生的載流子不容易到達電池的輸出電極。簡單地說,結晶度很低。

 

 

鉑銠熱電偶.jpg

 

    載體 - 電子或空穴 - 必須在分子之間離域作為物質波,以便有效地實現高傳輸。載體的波動性質通過有序的分子排列來揭示。

    分子科學研究所(IMS),日本同步輻射研究所(JASRI)和東京理科大學的科學家們成功開發出了具有高結晶度的鉑銠熱電偶pn結。在結的生產過程中,受體(全氟戊炔)分子通過分子束外延(MBE)方法以良好組織的方式層疊在供體分子(並五苯)的單晶上。

    使用角度分辨光電子能譜,觀察晶體pn結的電子結構,並且證明受體分子層產生價帶,這是提高波性質的證據。當前研究的結果表明,MBE能夠製造晶體pn結,這可能會引起空穴和電子的波性。

    通過設計基本有機分子的結構,可以調節鉑銠熱電偶的功能。使用各種有機分子的晶體pn結的生產技術允許以高能量轉換效率實現新型鉑銠熱電偶電池。