太阳能电池中的高速监控可以重新进行重组

大阪大学的一个研究小组已经开发出一种改进的显微镜图像生成方法，可以发现快速电子通过太阳能电池板中使用的纳米材料。通过在恰当的时间将激光应用于器件，该组首次实现了纳秒时间分辨率，同时保持了放大倍率。这项工作可以通过帮助识别和消除制造过程中的低效率来改善太阳能电池板等设备的光伏材料的质量。

监控摄像机无处不在，在试图抓住小偷时对警方极为重要。然而，每分钟仅记录一个电影帧的摄像机对于逮捕能够在不到六十秒内完成他们的度假的快速劫匪是没有用的。当电子被激发到更高的能级时，太阳能电池板利用太阳能，留下空洞或“洞”。然而，如果电子在到达电极之前与孔重新结合，则收获的能量会丢失，从而“抢夺”设备的临界效率。

目前可用的显微镜​​方法太慢，无法捕捉到行为中的歹徒。所以大阪的团队使用静电力显微镜(EFM)，其中一个微小的，振动的悬臂尖端对通过其下方的电荷敏感。EFM通常仍然太慢而无法观察运动中的电子和空洞，但他们的关键创新是应用同步激光脉冲，在悬臂振荡的同一点撞击样品。通过改变循环开始和激光脉冲之间的延迟时间，他们能够创建一个帧速度高达300纳秒的电影。“这是第一次有人能够在不牺牲放大倍数的情况下结合纳秒时间分辨率，”第一作者Kento Araki说。

当研究人员探测“犯罪现场”时，他们能够获得重组的视频证据。该方法对于通过减少由于复合引起的能量损失来设计更高效的太阳能电池板非常有用。根据资深作者Takuy​​a Matsumoto的说法，“这项研究对于依赖光激活的催化剂或电池的研究也很有用。”