在太阳能电池中，当阳光照射到半导体材料上时，会激发电子在两个不同材料之间——即异质结——移动，从而产生电流，为电子设备提供动力。据了解，这是研究人员首次以动态视觉形式捕捉到这种持续时间极短的光生载流子运动。
相关研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，论文题为《利用超快电子显微镜成像半导体异质结中的热光生载流子转移》。论文详细阐述了研究人员如何利用超快电子显微镜（SUEM）技术，该技术结合了高时空分辨率和表面敏感性，来探究硅和锗这两种常见光伏半导体材料中光生载流子的动态变化。
在研究过程中，团队使用超快激光脉冲作为皮秒级快门，并发射电子束扫描材料表面，这些材料中的热光生载流子受到光泵浦光束的激发而运动。所得图像使研究团队能够评估光生载流子从一种半导体材料扩散到另一种材料的过程。
论文中，研究人员还讨论了异质结如何通过电荷捕获显著改变硅和锗区域中热光生载流子的扩散率，从而导致载流子迁移率降低。他们指出，这一现象可能会对分离和收集这些热电荷的器件性能产生负面影响。
这一研究成果不仅为太阳能电池的研究提供了宝贵的视觉资料，还有望推动相关领域的技术进步，为更高效、更环保的能源解决方案的发展做出贡献。
