ขอขอบคุณที่เยี่ยมชมธรรมชาติ.com คุณกำลังใช้เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่รองรับ CSS อย่างจำกัด เพื่อให้ได้ประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่ทันสมัยกว่านี้ (หรือปิดโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เรากำลังแสดงไซต์ที่ไม่มีรูปแบบและ JavaScript
เรารายงานผลกระทบของเซลล์แสงอาทิตย์ที่น่าทึ่งในเซรามิก YBa2Cu3O6.96 (YBCO) ระหว่าง 50 ถึง 300 K ที่เกิดจากแสงเลเซอร์สีน้ำเงิน ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเป็นตัวนำยิ่งยวดของ YBCO และส่วนต่อประสานอิเล็กโทรดโลหะ YBCO มีการกลับขั้วสำหรับแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด Voc และกระแสลัดวงจร Isc เมื่อ YBCO ผ่านการเปลี่ยนจากตัวนำยิ่งยวดเป็นสถานะต้านทาน เราแสดงให้เห็นว่ามีศักย์ไฟฟ้าอยู่ทั่วส่วนต่อประสานโลหะของตัวนำยิ่งยวด - ปกติ ซึ่งให้แรงแยกสำหรับคู่อิเล็กตรอน - รูที่เกิดจากภาพถ่าย ศักยภาพของอินเทอร์เฟซนี้ส่งตรงจาก YBCO ไปยังอิเล็กโทรดโลหะเมื่อ YBCO เป็นตัวนำยิ่งยวด และสลับไปในทิศทางตรงกันข้ามเมื่อ YBCO กลายเป็นตัวนำยิ่งยวด ต้นกำเนิดของศักย์อาจสัมพันธ์กับเอฟเฟกต์ความใกล้ชิดที่ส่วนต่อประสานระหว่างตัวนำยิ่งยวดระหว่างโลหะและตัวนำยิ่งยวดเมื่อ YBCO กำลังเป็นตัวนำยิ่งยวดและค่าของมันจะอยู่ที่ประมาณ ~ 10–8 mV ที่ 50 K โดยมีความเข้มของเลเซอร์ที่ 502 mW/cm2 การรวมกันของวัสดุประเภท p YBCO ในสถานะปกติกับวัสดุประเภท n Ag-paste จะทำให้เกิดจุดเชื่อมต่อเสมือน pn ซึ่งรับผิดชอบพฤติกรรมของเซลล์แสงอาทิตย์ของเซรามิก YBCO ที่อุณหภูมิสูง การค้นพบของเราอาจปูทางไปสู่การใช้งานใหม่ ๆ ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โฟตอนและให้ความกระจ่างเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบจากความใกล้ชิดที่ส่วนต่อประสานของตัวนำยิ่งยวด - โลหะ
แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากภาพถ่ายในตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงได้รับการรายงานเมื่อต้นปี 1990 และมีการตรวจสอบอย่างกว้างขวางนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา แต่ธรรมชาติและกลไกของมันยังคงไม่แน่นอน1,2,3,4,5 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง YBa2Cu3O7-δ (YBCO) ฟิล์มบาง6,7,8 ได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้นในรูปแบบของเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) เนื่องจากมีช่องว่างพลังงานที่ปรับได้9,10,11,12,13 อย่างไรก็ตาม ความต้านทานสูงของซับสเตรตจะทำให้ประสิทธิภาพการแปลงของอุปกรณ์ต่ำเสมอ และปิดบังคุณสมบัติ PV หลักของ YBCO8 ที่นี่เรารายงานเอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่น่าทึ่งซึ่งเกิดจากการส่องสว่างด้วยเลเซอร์สีน้ำเงิน ( แล = 450 นาโนเมตร) ในเซรามิก YBa2Cu3O6.96 (YBCO) ระหว่าง 50 ถึง 300 K (Tc ~ 90 K) เราแสดงให้เห็นว่าเอฟเฟกต์ PV เกี่ยวข้องโดยตรงกับความเป็นตัวนำยิ่งยวดของ YBCO และธรรมชาติของส่วนต่อประสานอิเล็กโทรดโลหะ YBCO มีการกลับขั้วสำหรับแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด Voc และกระแสลัดวงจร Isc เมื่อ YBCO ผ่านการเปลี่ยนจากเฟสตัวนำยิ่งยวดไปเป็นสถานะต้านทาน มีการเสนอว่ามีศักย์ไฟฟ้าอยู่ทั่วส่วนต่อประสานโลหะยิ่งยวดกับโลหะปกติ ซึ่งให้แรงแยกสำหรับคู่อิเล็กตรอน-หลุมที่เกิดจากภาพถ่าย ศักยภาพของอินเทอร์เฟซนี้ส่งตรงจาก YBCO ไปยังอิเล็กโทรดโลหะเมื่อ YBCO เป็นตัวนำยิ่งยวด และสลับไปในทิศทางตรงกันข้ามเมื่อตัวอย่างกลายเป็นตัวนำยิ่งยวด ต้นกำเนิดของศักยภาพอาจสัมพันธ์กันตามธรรมชาติกับเอฟเฟกต์ความใกล้ชิด 14,15,16,17 ที่ส่วนต่อประสานระหว่างตัวนำยิ่งยวดของโลหะเมื่อ YBCO กำลังเป็นตัวนำยิ่งยวดและค่าของมันจะอยู่ที่ประมาณ ~10−8 mV ที่ 50 K ด้วยความเข้มของเลเซอร์ที่ 502 mW /cm2. การรวมกันของวัสดุประเภท p YBCO ที่สถานะปกติกับวัสดุประเภท n จะเกิดรูปแบบ Ag-paste ซึ่งน่าจะเป็นจุดเชื่อมต่อกึ่ง pn ซึ่งรับผิดชอบพฤติกรรม PV ของเซรามิก YBCO ที่อุณหภูมิสูง การสังเกตของเราให้ความกระจ่างเพิ่มเติมเกี่ยวกับต้นกำเนิดของเอฟเฟกต์ PV ในเซรามิก YBCO ที่มีตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง และปูทางไปสู่การประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เช่น เครื่องตรวจจับแสงแบบพาสซีฟที่รวดเร็ว เป็นต้น
รูปที่ 1a–c แสดงให้เห็นว่าคุณลักษณะ IV ของตัวอย่างเซรามิก YBCO ที่ 50 K หากไม่มีแสงสว่าง แรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งตัวอย่างจะยังคงเป็นศูนย์เมื่อกระแสไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง ดังที่คาดหวังได้จากวัสดุตัวนำยิ่งยวด เอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ชัดเจนจะปรากฏขึ้นเมื่อลำแสงเลเซอร์มุ่งตรงไปที่แคโทด (รูปที่ 1a): เส้นโค้ง IV ขนานกับแกน I จะเลื่อนลงพร้อมกับความเข้มของเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้น เห็นได้ชัดว่ามีแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากภาพถ่ายเป็นลบแม้ว่าจะไม่มีกระแสไฟฟ้าก็ตาม (มักเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด Voc) ความชันเป็นศูนย์ของเส้นโค้ง IV บ่งชี้ว่าตัวอย่างยังคงมีตัวนำยิ่งยวดภายใต้แสงเลเซอร์
(a–c) และ 300 K (e–g) ได้ค่าของ V(I) โดยการกวาดกระแสจาก −10 mA ถึง +10 mA ในสุญญากาศ ข้อมูลการทดลองเพียงบางส่วนเท่านั้นที่นำเสนอเพื่อความชัดเจน ก. ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันของ YBCO วัดด้วยจุดเลเซอร์ที่ตำแหน่งแคโทด (i) เส้นโค้ง IV ทั้งหมดเป็นเส้นตรงแนวนอนที่บ่งบอกว่าตัวอย่างยังคงเป็นตัวนำยิ่งยวดด้วยการฉายรังสีด้วยเลเซอร์ เส้นโค้งเคลื่อนลงตามความเข้มของเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่ามีศักย์ไฟฟ้าเป็นลบ (Voc) ระหว่างสายแรงดันไฟฟ้าทั้งสองแม้ว่าจะมีกระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์ก็ตาม เส้นโค้ง IV ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเลเซอร์พุ่งไปที่ศูนย์กลางของตัวอย่างที่อีเทอร์ 50 K (b) หรือ 300 K (f) เส้นแนวนอนเลื่อนขึ้นเมื่อขั้วบวกสว่าง (c) แบบจำลองแผนผังของรอยต่อโลหะ-ตัวนำยิ่งยวดที่ 50 K แสดงไว้ใน d ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันในสถานะปกติ YBCO ที่ 300 K วัดด้วยลำแสงเลเซอร์ที่ชี้ไปที่แคโทดและแอโนดจะได้รับใน e และ g ตามลำดับ ตรงกันข้ามกับผลลัพธ์ที่ 50 K ความชันที่ไม่เป็นศูนย์ของเส้นตรงบ่งชี้ว่า YBCO อยู่ในสถานะปกติ ค่าของ Voc จะแปรผันตามความเข้มของแสงในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งบ่งบอกถึงกลไกการแยกประจุที่แตกต่างกัน โครงสร้างอินเทอร์เฟซที่เป็นไปได้ที่ 300 K จะแสดงเป็น hj รูปภาพจริงของตัวอย่างพร้อมลีด
YBCO ที่อุดมด้วยออกซิเจนในสถานะตัวนำยิ่งยวดสามารถดูดซับแสงแดดได้เกือบเต็มสเปกตรัม เนื่องจากมีช่องว่างพลังงานน้อยมาก (เช่น 9,10) ดังนั้นจึงสร้างคู่อิเล็กตรอน-รู (e–h) ในการสร้างแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด Voc โดยการดูดกลืนโฟตอน จำเป็นต้องแยกคู่เอ๊ะที่สร้างด้วยภาพถ่ายเชิงพื้นที่ก่อนที่จะรวมตัวกันอีกครั้ง Voc ที่เป็นลบสัมพันธ์กับแคโทดและแอโนดตามที่ระบุไว้ในรูปที่ 1i แสดงให้เห็นว่ามีศักย์ไฟฟ้าอยู่ผ่านส่วนต่อประสานของตัวนำยิ่งยวดของโลหะ ซึ่งจะกวาดอิเล็กตรอนไปยังแอโนดและรูไปยังแคโทด หากเป็นกรณีนี้ ก็ควรมีศักยภาพชี้จากตัวนำยิ่งยวดไปยังอิเล็กโทรดโลหะที่ขั้วบวกด้วย ดังนั้น จะได้ค่า Voc ที่เป็นบวกหากพื้นที่ตัวอย่างใกล้กับขั้วบวกสว่างขึ้น นอกจากนี้ ไม่ควรมีแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากภาพถ่ายเมื่อชี้จุดเลเซอร์ไปยังบริเวณที่ห่างไกลจากอิเล็กโทรด เป็นกรณีนี้อย่างแน่นอนดังที่เห็นได้จากรูปที่ 1b,c!
เมื่อจุดไฟเคลื่อนจากอิเล็กโทรดแคโทดไปยังศูนย์กลางของตัวอย่าง (ห่างจากส่วนต่อประสานประมาณ 1.25 มม.) จะไม่สามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงของเส้นโค้ง IV และไม่มี Voc ได้เมื่อเพิ่มความเข้มของเลเซอร์เป็นค่าสูงสุดที่มีอยู่ (รูปที่ 1b) . โดยปกติแล้ว ผลลัพธ์นี้สามารถกำหนดได้จากอายุการใช้งานที่จำกัดของพาหะที่เกิดจากภาพถ่าย และการขาดแรงในการแยกตัวในตัวอย่าง คู่อิเล็กตรอน-รูสามารถสร้างขึ้นได้ทุกครั้งที่ตัวอย่างถูกส่องสว่าง แต่คู่ e–h ส่วนใหญ่จะถูกทำลายล้างและจะไม่สังเกตเห็นผลกระทบจากไฟฟ้าโซลาร์เซลล์หากจุดเลเซอร์ตกลงบนพื้นที่ห่างไกลจากอิเล็กโทรดใดๆ การย้ายจุดเลเซอร์ไปยังอิเล็กโทรดแอโนด เส้นโค้ง IV ขนานกับแกน I จะเลื่อนขึ้นไปพร้อมกับความเข้มของเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้น (รูปที่ 1c) สนามไฟฟ้าในตัวที่คล้ายกันมีอยู่ในจุดเชื่อมต่อตัวนำยิ่งยวดของโลหะที่ขั้วบวก อย่างไรก็ตาม ในครั้งนี้อิเล็กโทรดโลหะจะเชื่อมต่อกับขั้วบวกของระบบทดสอบ รูที่เกิดจากเลเซอร์จะถูกผลักไปที่ขั้วแอโนด และจะสังเกตเห็น Voc ที่เป็นบวก ผลลัพธ์ที่นำเสนอนี้เป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่ามีส่วนต่อประสานที่ชี้จากตัวนำยิ่งยวดไปยังอิเล็กโทรดโลหะมีอยู่จริง
ผลกระทบของไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในเซรามิก YBa2Cu3O6.96 ที่ 300 K แสดงในรูปที่ 1e–g หากไม่มีแสงสว่าง เส้นโค้ง IV ของตัวอย่างจะเป็นเส้นตรงตัดผ่านจุดกำเนิด เส้นตรงนี้จะเคลื่อนขึ้นขนานกับเส้นเดิมโดยเพิ่มความเข้มของเลเซอร์ที่ฉายรังสีที่ขั้วแคโทด (รูปที่ 1e) มีสองกรณีที่น่าสนใจสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ สภาวะไฟฟ้าลัดวงจรเกิดขึ้นเมื่อ V = 0 กระแสไฟฟ้าในกรณีนี้เรียกว่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจร (Isc) กรณีจำกัดประการที่สองคือสภาวะวงจรเปิด (Voc) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อ R→∞ หรือกระแสเป็นศูนย์ รูปที่ 1e แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า Voc เป็นบวกและเพิ่มขึ้นตามความเข้มของแสงที่เพิ่มขึ้น ตรงกันข้ามกับผลลัพธ์ที่ได้ที่ 50 K; ในขณะที่ Isc ที่เป็นลบถูกสังเกตว่ามีขนาดเพิ่มขึ้นตามการส่องสว่าง ซึ่งเป็นพฤติกรรมทั่วไปของเซลล์แสงอาทิตย์ปกติ
ในทำนองเดียวกัน เมื่อลำแสงเลเซอร์ชี้ไปที่พื้นที่ห่างไกลจากอิเล็กโทรด เส้นโค้ง V(I) จะไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มของเลเซอร์ และไม่มีเอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ปรากฏขึ้น (รูปที่ 1f) เช่นเดียวกับการวัดที่ 50 K เส้นโค้ง IV จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามเมื่ออิเล็กโทรดแอโนดถูกฉายรังสี (รูปที่ 1g) ผลลัพธ์ทั้งหมดนี้ได้รับสำหรับระบบเพสต์ YBCO-Ag ที่ 300 K โดยมีการฉายรังสีด้วยเลเซอร์ที่ตำแหน่งต่างๆ ของตัวอย่าง ซึ่งสอดคล้องกับศักยภาพของส่วนต่อประสานตรงข้ามกับที่สังเกตได้ที่ 50 K
อิเล็กตรอนส่วนใหญ่ควบแน่นเป็นคู่คูเปอร์ในตัวนำยิ่งยวด YBCO ต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่าน Tc ขณะที่อยู่ในอิเล็กโทรดโลหะ อิเล็กตรอนทั้งหมดยังคงอยู่ในรูปเอกพจน์ มีการไล่ระดับความหนาแน่นขนาดใหญ่สำหรับทั้งอิเล็กตรอนเอกพจน์และคู่คูเปอร์ในบริเวณใกล้กับส่วนต่อประสานระหว่างตัวนำยิ่งยวดของโลหะ อิเล็กตรอนเอกพจน์ที่เป็นพาหะส่วนใหญ่ในวัสดุโลหะจะกระจายเข้าสู่บริเวณตัวนำยิ่งยวด ในขณะที่คู่คูเปอร์ที่เป็นพาหะส่วนใหญ่ในภูมิภาค YBCO จะกระจายเข้าสู่บริเวณโลหะ เมื่อคู่คูเปอร์มีประจุมากกว่าและมีการเคลื่อนที่มากกว่าอิเล็กตรอนเอกพจน์ที่กระจายจาก YBCO ไปยังบริเวณโลหะ อะตอมที่มีประจุบวกจะถูกทิ้งไว้ข้างหลัง ส่งผลให้เกิดสนามไฟฟ้าในบริเวณประจุในอวกาศ ทิศทางของสนามไฟฟ้านี้แสดงในแผนภาพ รูปที่ 1d การส่องสว่างด้วยโฟตอนที่ตกกระทบใกล้กับบริเวณประจุในอวกาศสามารถสร้างคู่เอ๊ะที่จะถูกแยกออกและกวาดออกไปเพื่อสร้างกระแสโฟโตปัจจุบันในทิศทางอคติย้อนกลับ ทันทีที่อิเล็กตรอนหลุดออกจากสนามไฟฟ้าที่สะสมไว้ พวกมันจะถูกควบแน่นเป็นคู่และไหลไปยังอิเล็กโทรดอีกอันโดยไม่มีความต้านทาน ในกรณีนี้ Voc จะตรงข้ามกับขั้วที่ตั้งไว้ล่วงหน้า และแสดงค่าลบเมื่อลำแสงเลเซอร์ชี้ไปที่พื้นที่รอบๆ อิเล็กโทรดลบ จากค่าของ Voc สามารถประมาณศักย์ไฟฟ้าทั่วทั้งส่วนต่อประสานได้: ระยะห่างระหว่างสายแรงดันไฟฟ้าสองตัว d คือ ~5 × 10−3 m ความหนาของส่วนต่อประสานระหว่างตัวนำยิ่งยวดที่เป็นโลหะ di ควรมีขนาดเท่ากัน เนื่องจากความยาวการเชื่อมโยงกันของตัวนำยิ่งยวด YBCO (~ 1 นาโนเมตร) 19,20 รับค่าของ Voc = 0.03 mV, Vms ที่เป็นไปได้ที่ส่วนต่อประสานของตัวนำยิ่งยวดโลหะจะถูกประเมินว่าเป็น ~10−11 V ที่ 50 K โดยมีความเข้มของเลเซอร์ 502 mW/cm2 โดยใช้สมการ
เราต้องการเน้นย้ำที่นี่ว่าแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากภาพถ่ายไม่สามารถอธิบายได้ด้วยผลกระทบจากความร้อนของภาพถ่าย จากการทดลองพบว่าค่าสัมประสิทธิ์ Seebeck ของตัวนำยิ่งยวด YBCO คือ Ss = 021 ค่าสัมประสิทธิ์ Seebeck สำหรับสายตะกั่วทองแดงอยู่ในช่วง SCU = 0.34–1.15 μV/K3 อุณหภูมิของลวดทองแดงที่จุดเลเซอร์สามารถเพิ่มขึ้นได้เล็กน้อยที่ 0.06 K โดยมีความเข้มของเลเซอร์สูงสุดที่ 50 K ซึ่งสามารถสร้างศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกที่ 6.9 × 10−8 V ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าสามอันดับ Voc ที่ได้รับในรูปที่ 1 (a) เห็นได้ชัดว่าผลของเทอร์โมอิเล็กทริกน้อยเกินกว่าจะอธิบายผลการทดลองได้ ในความเป็นจริง ความแปรผันของอุณหภูมิเนื่องจากการฉายรังสีด้วยเลเซอร์จะหายไปภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งนาที จึงสามารถละเว้นการมีส่วนร่วมจากผลกระทบด้านความร้อนได้อย่างปลอดภัย
ผลกระทบจากเซลล์แสงอาทิตย์ของ YBCO ที่อุณหภูมิห้องเผยให้เห็นว่ามีกลไกการแยกประจุที่แตกต่างกันเข้ามาเกี่ยวข้องที่นี่ ตัวนำยิ่งยวด YBCO ในสถานะปกติเป็นวัสดุชนิด p ที่มีรูเป็นตัวพาประจุ 22,23 ในขณะที่ Ag-paste แบบโลหะมีคุณลักษณะของวัสดุชนิด n เช่นเดียวกับรอยต่อ pn การแพร่กระจายของอิเล็กตรอนในซิลเวอร์เพสต์และรูในเซรามิก YBCO จะก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าภายในซึ่งชี้ไปที่เซรามิก YBCO ที่อินเทอร์เฟซ (รูปที่ 1 ชม.) สนามภายในนี้เองที่ให้แรงแยกและนำไปสู่ Voc บวกและ Isc ที่เป็นลบสำหรับระบบเพสต์ YBCO-Ag ที่อุณหภูมิห้อง ดังแสดงในรูปที่ 1e อีกทางหนึ่ง Ag-YBCO สามารถสร้างทางแยก Schottky ชนิด p ซึ่งนำไปสู่ศักยภาพของอินเทอร์เฟซที่มีขั้วเดียวกันกับในแบบจำลองที่นำเสนอข้างต้น
เพื่อตรวจสอบกระบวนการวิวัฒนาการโดยละเอียดของคุณสมบัติของเซลล์แสงอาทิตย์ระหว่างการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวดของ YBCO นั้น เส้นโค้ง IV ของตัวอย่างที่ 80 K ถูกวัดด้วยความเข้มของเลเซอร์ที่เลือกซึ่งส่องสว่างที่อิเล็กโทรดแคโทด (รูปที่ 2) หากไม่มีการฉายรังสีด้วยเลเซอร์ แรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งตัวอย่างจะเป็นศูนย์โดยไม่คำนึงถึงกระแส ซึ่งบ่งบอกถึงสถานะตัวนำยิ่งยวดของตัวอย่างที่ 80 K (รูปที่ 2a) เช่นเดียวกับข้อมูลที่ได้รับที่ 50 K เส้นโค้ง IV ที่ขนานกับแกน I จะเลื่อนลงพร้อมกับความเข้มของเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้นจนกระทั่งถึงค่าวิกฤต Pc เหนือความเข้มของเลเซอร์วิกฤต (Pc) นี้ ตัวนำยิ่งยวดจะผ่านการเปลี่ยนจากเฟสตัวนำยิ่งยวดไปเป็นเฟสต้านทาน แรงดันไฟฟ้าเริ่มเพิ่มขึ้นตามกระแสเนื่องจากลักษณะของความต้านทานในตัวนำยิ่งยวด เป็นผลให้เส้นโค้ง IV เริ่มตัดกับแกน I และแกน V นำไปสู่ Voc เชิงลบและ Isc บวกในตอนแรก ตอนนี้ตัวอย่างดูเหมือนจะอยู่ในสถานะพิเศษที่ขั้วของ Voc และ Isc มีความไวต่อความเข้มของแสงอย่างมาก โดยมีความเข้มของแสงเพิ่มขึ้นเล็กน้อย Isc จะถูกแปลงจากบวกเป็นลบ และ Voc จากค่าลบไปเป็นค่าบวก โดยผ่านจุดกำเนิด (ความไวสูงของคุณสมบัติเซลล์แสงอาทิตย์ โดยเฉพาะค่าของ Isc ไปสู่การส่องสว่างของแสงจะมองเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในรูปที่ 1) 2b) ที่ความเข้มของเลเซอร์สูงสุดที่มีอยู่ เส้นโค้ง IV ตั้งใจที่จะขนานกัน ซึ่งบ่งบอกถึงสถานะปกติของตัวอย่าง YBCO
จุดศูนย์กลางเลเซอร์จะอยู่ที่ตำแหน่งรอบๆ อิเล็กโทรดแคโทด (ดูรูปที่ 1i) a, เส้นโค้ง IV ของ YBCO ฉายรังสีด้วยความเข้มของเลเซอร์ที่แตกต่างกัน b (บนสุด) การขึ้นต่อความเข้มของเลเซอร์ของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด Voc และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร Isc ไม่สามารถรับค่า Isc ที่ความเข้มแสงน้อย ( < 110 mW/cm2) เนื่องจากเส้นโค้ง IV จะขนานกับแกน I เมื่อตัวอย่างอยู่ในสถานะตัวนำยิ่งยวด b (ด้านล่าง) ความต้านทานส่วนต่างตามฟังก์ชันของความเข้มของเลเซอร์
การพึ่งพาความเข้มของเลเซอร์ของ Voc และ Isc ที่ 80 K แสดงในรูปที่ 2b (บนสุด) คุณสมบัติของเซลล์แสงอาทิตย์สามารถอธิบายได้ในความเข้มของแสงสามภูมิภาค ขอบเขตแรกอยู่ระหว่าง 0 ถึง Pc โดยที่ YBCO เป็นตัวนำยิ่งยวด Voc จะเป็นลบและลดลง (ค่าสัมบูรณ์เพิ่มขึ้น) โดยมีความเข้มของแสงและถึงค่าต่ำสุดที่ Pc ขอบเขตที่สองคือจาก Pc ไปยัง P0 ความเข้มวิกฤติอีกระดับหนึ่ง โดยที่ Voc จะเพิ่มขึ้นในขณะที่ Isc ลดลงตามความเข้มแสงที่เพิ่มขึ้น และทั้งสองค่าไปถึงศูนย์ที่ P0 บริเวณที่สามอยู่เหนือ P0 จนกว่าจะถึงสถานะปกติของ YBCO แม้ว่าทั้ง Voc และ Isc จะแปรผันตามความเข้มของแสงในลักษณะเดียวกับในภูมิภาค 2 แต่ก็มีขั้วตรงข้ามกันเหนือความเข้มวิกฤติ P0 ความสำคัญของ P0 อยู่ที่ว่าไม่มีผลกระทบจากเซลล์แสงอาทิตย์ และกลไกการแยกประจุจะเปลี่ยนแปลงไปในเชิงคุณภาพ ณ จุดนี้ ตัวอย่าง YBCO จะไม่เป็นตัวนำยิ่งยวดในช่วงความเข้มของแสงนี้ แต่ยังไม่ถึงสถานะปกติ
เห็นได้ชัดว่าลักษณะเฉพาะของเซลล์แสงอาทิตย์ของระบบมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเป็นตัวนำยิ่งยวดของ YBCO และการเปลี่ยนแปลงของตัวนำยิ่งยวด ความต้านทานส่วนต่าง dV/dI ของ YBCO แสดงในรูปที่ 2b (ด้านล่าง) เป็นฟังก์ชันของความเข้มของเลเซอร์ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ศักย์ไฟฟ้าในตัวในส่วนต่อประสานเนื่องจากจุดแพร่กระจายของคูเปอร์คู่จากตัวนำยิ่งยวดไปยังโลหะ เช่นเดียวกับที่สังเกตได้ที่ 50 K เอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้รับการปรับปรุงโดยการเพิ่มความเข้มของเลเซอร์จาก 0 เป็น Pc เมื่อความเข้มของเลเซอร์ถึงค่าที่สูงกว่า Pc เล็กน้อย เส้นโค้ง IV จะเริ่มเอียงและความต้านทานของตัวอย่างจะเริ่มปรากฏ แต่ขั้วของศักย์ของอินเทอร์เฟซยังไม่เปลี่ยนแปลง มีการตรวจสอบผลกระทบของการกระตุ้นด้วยแสงต่อความเป็นตัวนำยิ่งยวดในบริเวณที่มองเห็นหรือใกล้กับ IR ในขณะที่กระบวนการพื้นฐานคือการแยกคู่คูเปอร์และทำลายความเป็นตัวนำยิ่งยวด25,26 ในบางกรณีการเปลี่ยนแปลงของตัวนำยิ่งยวดสามารถปรับปรุงได้27,28,29 เฟสใหม่ของความเป็นตัวนำยิ่งยวดสามารถเกิดขึ้นได้30 การไม่มีตัวนำยิ่งยวดที่พีซีสามารถเกิดจากการแตกหักของคู่ที่เกิดจากภาพถ่าย ที่จุด P0 ศักย์ไฟฟ้าข้ามส่วนต่อประสานจะกลายเป็นศูนย์ ซึ่งบ่งชี้ความหนาแน่นประจุในทั้งสองด้านของส่วนต่อประสานถึงระดับเดียวกันภายใต้ความเข้มเฉพาะของการส่องสว่างของแสงนี้ ความเข้มของเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้นอีกส่งผลให้คู่ของ Cooper ถูกทำลายมากขึ้น และ YBCO จะค่อยๆ เปลี่ยนกลับไปเป็นวัสดุประเภท p แทนที่จะเป็นการแพร่กระจายของคู่อิเล็กตรอนและคูเปอร์ คุณลักษณะของส่วนต่อประสานถูกกำหนดโดยการแพร่กระจายของอิเล็กตรอนและรู ซึ่งนำไปสู่การกลับขั้วของสนามไฟฟ้าในส่วนต่อประสาน และเป็นผลให้ Voc เป็นบวก (เปรียบเทียบรูปที่ 1d,h) ที่ความเข้มของเลเซอร์ที่สูงมาก ความต้านทานดิฟเฟอเรนเชียลของ YBCO จะอิ่มตัวเป็นค่าที่สอดคล้องกับสถานะปกติ และทั้ง Voc และ Isc มีแนวโน้มที่จะแปรผันเชิงเส้นตามความเข้มของเลเซอร์ (รูปที่ 2b) การสังเกตนี้เผยให้เห็นว่าการฉายรังสีด้วยเลเซอร์ในสถานะปกติ YBCO จะไม่เปลี่ยนความต้านทานและคุณลักษณะของส่วนต่อประสานโลหะยิ่งยวดของตัวนำยิ่งยวดอีกต่อไป แต่จะเพิ่มความเข้มข้นของคู่อิเล็กตรอน-รูเท่านั้น
เพื่อตรวจสอบผลกระทบของอุณหภูมิต่อคุณสมบัติของเซลล์แสงอาทิตย์ ระบบตัวนำยิ่งยวดของโลหะได้รับการฉายรังสีที่แคโทดด้วยเลเซอร์สีน้ำเงินที่มีความเข้ม 502 mW/cm2 เส้นโค้ง IV ที่ได้รับที่อุณหภูมิที่เลือกระหว่าง 50 ถึง 300 K แสดงไว้ในรูปที่ 3a แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด Voc, Isc กระแสลัดวงจร และความต้านทานดิฟเฟอเรนเชียลสามารถหาได้จากเส้นโค้ง IV เหล่านี้ และแสดงในรูปที่ 3b หากไม่มีแสงสว่าง เส้นโค้ง IV ทั้งหมดที่วัดที่อุณหภูมิต่างกันจะผ่านจุดกำเนิดตามที่คาดไว้ (ภาพประกอบของรูปที่ 3a) คุณลักษณะ IV เปลี่ยนแปลงอย่างมากตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเมื่อระบบส่องสว่างด้วยลำแสงเลเซอร์ที่ค่อนข้างแรง (502 mW/cm2) ที่อุณหภูมิต่ำ เส้นโค้ง IV จะเป็นเส้นตรงขนานกับแกน I โดยมีค่า Voc เป็นลบ เส้นโค้งนี้จะเคลื่อนขึ้นด้านบนตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และค่อยๆ กลายเป็นเส้นตรงที่มีความชันไม่เป็นศูนย์ที่อุณหภูมิวิกฤต Tcp (รูปที่ 3a (บนสุด)) ดูเหมือนว่าเส้นโค้งคุณลักษณะ IV ทั้งหมดจะหมุนรอบจุดหนึ่งในจตุภาคที่สาม Voc จะเพิ่มขึ้นจากค่าลบไปเป็นค่าบวก ในขณะที่ Isc ลดลงจากค่าบวกไปเป็นค่าลบ เหนืออุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวดดั้งเดิม Tc ของ YBCO เส้นโค้ง IV เปลี่ยนแปลงค่อนข้างแตกต่างไปตามอุณหภูมิ (ด้านล่างของรูปที่ 3a) ประการแรก จุดศูนย์กลางการหมุนของเส้นโค้ง IV จะเคลื่อนไปที่จตุภาคแรก ประการที่สอง Voc ลดลงเรื่อยๆ และ Isc เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น (ด้านบนของรูปที่ 3b) ประการที่สาม ความชันของเส้นโค้ง IV จะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงกับอุณหภูมิ ส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวกของความต้านทานสำหรับ YBCO (ด้านล่างของรูปที่ 3b)
การพึ่งพาอุณหภูมิของคุณลักษณะเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับระบบวาง YBCO-Ag ภายใต้แสงเลเซอร์ 502 mW/cm2
จุดศูนย์กลางเลเซอร์จะอยู่ที่ตำแหน่งรอบๆ อิเล็กโทรดแคโทด (ดูรูปที่ 1i) a, เส้นโค้ง IV ได้ตั้งแต่ 50 ถึง 90 K (บนสุด) และจาก 100 ถึง 300 K (ล่าง) โดยมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 5 K และ 20 K ตามลำดับ ใส่คุณลักษณะการแสดง IV ที่อุณหภูมิต่างๆ ในที่มืด เส้นโค้งทั้งหมดตัดผ่านจุดกำเนิด b แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด Voc และกระแสลัดวงจร Isc (บน) และความต้านทานส่วนต่าง dV/dI ของ YBCO (ล่าง) เป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ ไม่ได้ให้อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของตัวนำยิ่งยวดที่มีความต้านทานเป็นศูนย์ Tcp เนื่องจากอยู่ใกล้ Tc0 มากเกินไป
สามารถรับรู้อุณหภูมิวิกฤติสามอุณหภูมิได้จากรูปที่ 3b: Tcp ซึ่งเหนือระดับนั้น YBCO จะกลายเป็นตัวนำยิ่งยวด Tc0 โดยที่ทั้ง Voc และ Isc กลายเป็นศูนย์ และ Tc ซึ่งเป็นอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวดที่เริ่มต้นเริ่มต้นของ YBCO โดยไม่มีการฉายรังสีด้วยเลเซอร์ ต่ำกว่า Tcp ~ 55 K YBCO ที่ได้รับการฉายรังสีด้วยเลเซอร์จะอยู่ในสถานะเป็นตัวนำยิ่งยวดโดยมีคู่คูเปอร์มีความเข้มข้นค่อนข้างสูง ผลของการฉายรังสีด้วยเลเซอร์คือการลดอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวดที่มีความต้านทานเป็นศูนย์จาก 89 K เป็น ~ 55 K (ด้านล่างของรูปที่ 3b) โดยการลดความเข้มข้นของคูเปอร์คู่นอกเหนือจากการผลิตแรงดันและกระแสไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นยังทำให้คูเปอร์พังทลายลง ส่งผลให้ศักยภาพอินเทอร์เฟซลดลง ดังนั้นค่าสัมบูรณ์ของ Voc จะลดลง แม้ว่าจะใช้ความเข้มแสงเลเซอร์เท่ากันก็ตาม ศักยภาพของอินเทอร์เฟซจะเล็กลงเรื่อยๆ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอีก และถึงศูนย์ที่ Tc0 ไม่มีผลกระทบจากไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ณ จุดพิเศษนี้ เนื่องจากไม่มีสนามภายในที่จะแยกคู่อิเล็กตรอนที่เกิดจากภาพถ่าย การกลับขั้วของศักยภาพเกิดขึ้นเหนืออุณหภูมิวิกฤตนี้ เนื่องจากความหนาแน่นประจุอิสระใน Ag paste มากกว่าความหนาแน่นใน YBCO ซึ่งค่อยๆ ถ่ายโอนกลับไปยังวัสดุประเภท p ในที่นี้เราต้องการเน้นย้ำว่าการกลับขั้วของ Voc และ Isc เกิดขึ้นทันทีหลังจากการเปลี่ยนแปลงของตัวนำยิ่งยวดที่มีความต้านทานเป็นศูนย์ โดยไม่คำนึงถึงสาเหตุของการเปลี่ยนแปลง การสังเกตนี้เผยให้เห็นอย่างชัดเจนเป็นครั้งแรกถึงความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นตัวนำยิ่งยวดและผลกระทบของเซลล์แสงอาทิตย์ที่เกี่ยวข้องกับศักยภาพของส่วนต่อประสานระหว่างตัวนำยิ่งยวดของโลหะ ธรรมชาติของศักยภาพนี้ในอินเทอร์เฟซโลหะของตัวนำยิ่งยวด-โลหะธรรมดา ได้รับการมุ่งเน้นการวิจัยในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา แต่ยังมีคำถามมากมายที่ยังคงรอคำตอบอยู่ การวัดผลกระทบของเซลล์แสงอาทิตย์อาจพิสูจน์ได้ว่าเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการสำรวจรายละเอียด (เช่น ความแข็งแรงและขั้ว ฯลฯ) ของศักยภาพที่สำคัญนี้ และด้วยเหตุนี้จึงให้ความกระจ่างเกี่ยวกับเอฟเฟกต์ความใกล้ชิดของตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง
การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจาก Tc0 เป็น Tc ส่งผลให้คู่คูเปอร์มีความเข้มข้นน้อยลง และศักยภาพของส่วนต่อประสานเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ Voc มีขนาดใหญ่ขึ้น ที่ Tc ความเข้มข้นของคูเปอร์จะกลายเป็นศูนย์ และศักยภาพในตัวที่อินเทอร์เฟซถึงค่าสูงสุด ส่งผลให้ได้ Voc สูงสุดและ Isc ต่ำสุด การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของ Voc และ Isc (ค่าสัมบูรณ์) ในช่วงอุณหภูมินี้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของตัวนำยิ่งยวดซึ่งขยายจาก ΔT ~ 3 K เป็น ~ 34 K โดยการฉายรังสีเลเซอร์ที่มีความเข้ม 502 mW/cm2 (รูปที่ 3b) ในสถานะปกติเหนือ Tc แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด Voc จะลดลงตามอุณหภูมิ (ด้านบนของรูปที่ 3b) คล้ายกับพฤติกรรมเชิงเส้นของ Voc สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ปกติที่อิงตามรอยต่อ pn31,32,33 แม้ว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงของ Voc ตามอุณหภูมิ (−dVoc/dT) ซึ่งขึ้นอยู่กับความเข้มของเลเซอร์อย่างมาก จะน้อยกว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงของเซลล์แสงอาทิตย์ปกติมาก แต่ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของ Voc สำหรับจุดเชื่อมต่อ YBCO-Ag มีลำดับความสำคัญเท่ากัน ของเซลล์แสงอาทิตย์ กระแสรั่วไหลของจุดเชื่อมต่อ pn สำหรับอุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์ปกติจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ Voc ลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เส้นโค้ง IV เชิงเส้นที่สังเกตได้สำหรับระบบตัวนำยิ่งยวด Ag นี้ เนื่องจากประการแรกศักยภาพของอินเทอร์เฟซที่เล็กมากและประการที่สองคือการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับของทางแยกเฮเทอโรสองจุด ทำให้ยากต่อการกำหนดกระแสรั่วไหล อย่างไรก็ตาม มีความเป็นไปได้สูงที่การพึ่งพาอุณหภูมิเดียวกันของกระแสรั่วไหลจะรับผิดชอบต่อพฤติกรรมของ Voc ที่สังเกตได้ในการทดลองของเรา ตามคำจำกัดความ Isc คือกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นในการสร้างแรงดันไฟฟ้าเชิงลบเพื่อชดเชย Voc เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดเป็นศูนย์ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น Voc จะมีขนาดเล็กลงจึงจำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าน้อยลงเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าเชิงลบ นอกจากนี้ ความต้านทานของ YBCO จะเพิ่มขึ้นเชิงเส้นโดยมีอุณหภูมิสูงกว่า Tc (ด้านล่างของรูปที่ 3b) ซึ่งยังส่งผลให้ค่าสัมบูรณ์ของ Isc น้อยลงที่อุณหภูมิสูงอีกด้วย
โปรดสังเกตว่าผลลัพธ์ที่ให้ไว้ในรูปที่ 2,3 นั้นได้มาจากการฉายรังสีด้วยเลเซอร์ที่บริเวณรอบๆ อิเล็กโทรดแคโทด นอกจากนี้ การวัดยังถูกทำซ้ำด้วยจุดเลเซอร์ที่ตำแหน่งขั้วบวก และมีการสังเกตลักษณะทาง IV และคุณสมบัติทางไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่คล้ายกัน ยกเว้นว่าขั้วของ Voc และ Isc จะกลับกันในกรณีนี้ ข้อมูลทั้งหมดนี้นำไปสู่กลไกของปรากฏการณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับส่วนต่อประสานระหว่างตัวนำยิ่งยวดกับโลหะ
โดยสรุป คุณลักษณะ IV ของระบบเพสต์ YBCO-Ag ตัวนำยิ่งยวดที่ฉายรังสีด้วยเลเซอร์ได้รับการวัดเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิและความเข้มของเลเซอร์ ผลกระทบจากเซลล์แสงอาทิตย์ที่น่าทึ่งเกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 50 ถึง 300 K พบว่าคุณสมบัติของเซลล์แสงอาทิตย์มีความสัมพันธ์อย่างยิ่งกับความเป็นตัวนำยิ่งยวดของเซรามิก YBCO การกลับขั้วของ Voc และ Isc เกิดขึ้นทันทีหลังจากที่ตัวนำยิ่งยวดที่เกิดจากภาพถ่ายไปเป็นการเปลี่ยนผ่านที่ไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวด การขึ้นต่อกันของอุณหภูมิของ Voc และ Isc ที่วัดที่ความเข้มของเลเซอร์คงที่ยังแสดงให้เห็นการกลับขั้วที่ชัดเจนที่อุณหภูมิวิกฤต ซึ่งสูงกว่านั้นซึ่งตัวอย่างจะกลายเป็นความต้านทาน ด้วยการระบุตำแหน่งจุดเลเซอร์ไปยังส่วนต่างๆ ของตัวอย่าง เราแสดงให้เห็นว่ามีศักย์ไฟฟ้าอยู่ทั่วส่วนต่อประสาน ซึ่งให้แรงแยกสำหรับคู่อิเล็กตรอน-หลุมที่เกิดจากภาพถ่าย ศักยภาพของอินเทอร์เฟซนี้ส่งตรงจาก YBCO ไปยังอิเล็กโทรดโลหะเมื่อ YBCO เป็นตัวนำยิ่งยวด และสลับไปในทิศทางตรงกันข้ามเมื่อตัวอย่างกลายเป็นตัวนำยิ่งยวด ต้นกำเนิดของศักยภาพอาจสัมพันธ์กันตามธรรมชาติกับเอฟเฟกต์ความใกล้ชิดที่ส่วนต่อประสานระหว่างตัวนำยิ่งยวดของโลหะเมื่อ YBCO เป็นตัวนำยิ่งยวด และประมาณว่าจะอยู่ที่ ~10−8 mV ที่ 50 K โดยมีความเข้มของเลเซอร์ที่ 502 mW/cm2 Ag-paste ของวัสดุประเภท p สัมผัสกันในสถานะปกติกับวัสดุประเภท n ทำให้เกิดรอยต่อเสมือน pn ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบพฤติกรรมของเซลล์แสงอาทิตย์ของเซรามิก YBCO ที่อุณหภูมิสูง ข้อสังเกตข้างต้นให้ความกระจ่างเกี่ยวกับผลกระทบของ PV ในเซรามิก YBCO ที่มีตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิสูง และปูทางไปสู่การใช้งานใหม่ๆ ในอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เช่น เครื่องตรวจจับแสงแบบพาสซีฟที่รวดเร็วและเครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยว
การทดลองเอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ดำเนินการกับตัวอย่างเซรามิก YBCO ที่มีความหนา 0.52 มม. และรูปทรงสี่เหลี่ยม 8.64 × 2.26 มม.2 และส่องสว่างด้วยเลเซอร์สีน้ำเงินคลื่นต่อเนื่อง (แล = 450 นาโนเมตร) โดยมีขนาดสปอตเลเซอร์ 1.25 มม. ในรัศมี การใช้ตัวอย่างที่เป็นกลุ่มแทนฟิล์มบางช่วยให้เราสามารถศึกษาคุณสมบัติของเซลล์แสงอาทิตย์ของตัวนำยิ่งยวดโดยไม่ต้องจัดการกับอิทธิพลที่ซับซ้อนของสารตั้งต้น6,7 นอกจากนี้ วัสดุเทกองยังเอื้อต่อขั้นตอนการเตรียมการที่ง่ายและต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ ลวดตะกั่วทองแดงถูกเชื่อมเข้าด้วยกันบนตัวอย่าง YBCO ด้วยเพสต์เงินที่สร้างอิเล็กโทรดทรงกลมสี่อันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 มม. ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดแรงดันไฟฟ้าทั้งสองคือประมาณ 5 มม. วัดคุณลักษณะทาง IV ของตัวอย่างโดยใช้แมกนีโตมิเตอร์ตัวอย่างการสั่นสะเทือน (VersaLab, การออกแบบควอนตัม) พร้อมหน้าต่างคริสตัลควอตซ์ ใช้วิธีการสี่สายมาตรฐานเพื่อให้ได้เส้นโค้ง IV ตำแหน่งสัมพัทธ์ของอิเล็กโทรดและจุดเลเซอร์แสดงในรูปที่ 1i
วิธีอ้างอิงบทความนี้ : Yang, F. et al. ต้นกำเนิดของปรากฏการณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในเซรามิก YBa2Cu3O6.96 ที่มีตัวนำยิ่งยวด วิทยาศาสตร์ ตัวแทน 5, 11504; ดอย: 10.1038/srep11504 (2015)
Chang, CL, Kleinhammes, A., Moulton, WG & Testardi, LR แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากเลเซอร์ที่ต้องห้ามแบบสมมาตรใน YBa2Cu3O7 ฟิสิกส์ รายได้ B 41, 11564–11567 (1990)
Kwok, HS, Zheng, JP & Dong, SY ต้นกำเนิดของสัญญาณไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ผิดปกติใน Y-Ba-Cu-O ฟิสิกส์ รายได้ B 43, 6270–6272 (1991)
Wang, LP, Lin, JL, Feng, QR & Wang, GW การวัดแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากเลเซอร์ของตัวนำยิ่งยวด Bi-Sr-Ca-Cu-O ฟิสิกส์ รายได้ B 46, 5773–5776 (1992)
เทต, KL และคณะ แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากเลเซอร์ชั่วคราวในฟิล์มอุณหภูมิห้องของ YBa2Cu3O7-x เจ. แอพพลิเคชั่น ฟิสิกส์ 67, 4375–4376 (1990)
Kwok, HS & Zheng, JP การตอบสนองของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผิดปกติใน YBa2Cu3O7 ฟิสิกส์ รายได้ B 46, 3692–3695 (1992)
Muraoka, Y., Muramatsu, T., Yamaura, J. & Hiroi, Z. การฉีดตัวพาโฮลที่สร้างด้วยแสงไปยัง YBa2Cu3O7−x ในโครงสร้างเฮเทอโรออกไซด์ ใบสมัคร ฟิสิกส์ เล็ตต์ 85, 2950–2952 (2004)
Asakura, D. และคณะ การศึกษาการปล่อยแสงของฟิล์มบาง YBa2Cu3Oy ภายใต้แสงไฟส่องสว่าง ฟิสิกส์ สาธุคุณเลตต์. 93, 247006 (2547)
หยาง เอฟ และคณะ ผลของเซลล์แสงอาทิตย์ของ YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3 : การแยกเฮเทอโรอิกของ Nb อบอ่อนด้วยความดันย่อยของออกซิเจนที่แตกต่างกัน เมเตอร์. เล็ตต์ 130, 51–53 (2014)
อามินอฟ, บริติชแอร์เวย์ และคณะ โครงสร้างสองช่องว่างในผลึกเดี่ยว Yb(Y)Ba2Cu3O7-x เจ. ซุปเปอร์คอน 7, 361–365 (1994)
Kabanov, VV, Demsar, J., Podobnik, B. & Mihailovic, D. พลวัตการผ่อนคลายแบบ Quasiparticle ในตัวนำยิ่งยวดที่มีโครงสร้างช่องว่างต่างกัน: ทฤษฎีและการทดลองเกี่ยวกับ YBa2Cu3O7-δ ฟิสิกส์ รายได้ B 59, 1497–1506 (1999)
Sun, JR, Xiong, CM, Zhang, YZ & Shen, BG การแก้ไขคุณสมบัติของ YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3 :Nb การแยกเฮเทอโร ใบสมัคร ฟิสิกส์ เล็ตต์ 87, 222501 (2548)
Kamarás, K. , Porter, CD, Doss, MG, Herr, SL & Tanner, DB การดูดซับ Excitonic และความเป็นตัวนำยิ่งยวดใน YBa2Cu3O7-δ ฟิสิกส์ สาธุคุณเลตต์. 59, 919–922 (1987)
Yu, G. , Heeger, AJ & Stucky, G. ค่าการนำไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำด้วยแสงชั่วคราวในผลึกเดี่ยวของ YBa2Cu3O6.3 ในเซมิคอนดักเตอร์: ค้นหาสถานะโลหะที่ถูกเหนี่ยวนำด้วยแสงและสำหรับความเป็นตัวนำยิ่งยวดด้วยแสง ชุมชนโซลิดสเตต 72, 345–349 (1989)
McMillan, แบบจำลองอุโมงค์ WL ของเอฟเฟกต์ความใกล้ชิดของตัวนำยิ่งยวด ฟิสิกส์ รายได้ 175, 537–542 (1968)
Guéron, S. และคณะ ผลความใกล้ชิดของตัวนำยิ่งยวดที่ตรวจสอบบนสเกลความยาวเมสออสโคปิก ฟิสิกส์ สาธุคุณเลตต์. 77, 3025–3028 (1996)
Annunziata, G. & Manske, D. เอฟเฟกต์ความใกล้ชิดกับตัวนำยิ่งยวดที่ไม่สมมาตร ฟิสิกส์ รายได้ B 86, 17514 (2012)
คู เอฟเอ็ม และคณะ เอฟเฟกต์ความใกล้ชิดของตัวนำยิ่งยวดที่แข็งแกร่งในโครงสร้างไฮบริด Pb-Bi2Te3 วิทยาศาสตร์ ตัวแทน 2, 339 (2012)
Chapin, DM, Fuller, CS & Pearson, GL โฟโตเซลล์จุดเชื่อมต่อซิลิคอน pn ใหม่สำหรับการแปลงรังสีจากแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า เจ.แอพ. ฟิสิกส์ 25, 676–677 (1954)
Tomimoto, K. ผลกระทบของสิ่งเจือปนต่อความยาวการเชื่อมโยงกันของตัวนำยิ่งยวดในผลึกเดี่ยว YBa2Cu3O6.9 ที่เจือด้วย Zn- หรือ Ni-doped ฟิสิกส์ รายได้ B 60, 114–117 (1999)
Ando, Y. & Segawa, K. ความต้านทานต่อสนามแม่เหล็กของผลึกเดี่ยว YBa2Cu3Oy ที่ยังไม่ได้จับคู่ในการเติมที่หลากหลาย: การพึ่งพาการเติมสารต้องห้ามแบบรูที่ผิดปกติของความยาวการเชื่อมโยงกัน ฟิสิกส์ สาธุคุณเลตต์. 88, 167005 (2545)
Obertelli, SD & Cooper, JR Systematics ในกำลังเทอร์โมอิเล็กทริกของ T สูง, ออกไซด์ ฟิสิกส์ รายได้ B 46, 14928–14931, (1992)
Sugai, S. และคณะ การเปลี่ยนโมเมนตัมขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของพาหะของพีคที่สอดคล้องกันและโหมด LO phonon ในตัวนำยิ่งยวด Tc สูงชนิด p ฟิสิกส์ รายได้ B 68, 184504 (2003)
โนจิมะ ต. และคณะ การลดรูและการสะสมอิเล็กตรอนในฟิล์มบาง YBa2Cu3Oy โดยใช้เทคนิคเคมีไฟฟ้า: หลักฐานสำหรับสถานะโลหะชนิด n ฟิสิกส์ รายได้ B 84, 020502 (2011)
Tung, RT ฟิสิกส์และเคมีของความสูงของกำแพงชอตกี ใบสมัคร ฟิสิกส์ เล็ตต์ 1/011304 (2014)
Sai-Halasz, GA, Chi, CC, Denenstein, A. & Langenberg, DN ผลกระทบของการทำลายคู่ภายนอกแบบไดนามิกในภาพยนตร์ตัวนำยิ่งยวด ฟิสิกส์ สาธุคุณเลตต์. 33, 215–219 (1974)
Nieva, G. และคณะ การเพิ่มประสิทธิภาพของตัวนำยิ่งยวดด้วยแสง ใบสมัคร ฟิสิกส์ เล็ตต์ 60, 2159–2161 (1992)
Kudinov, VI และคณะ การนำแสงแบบคงที่ในฟิล์ม YBa2Cu3O6+x เป็นวิธีโฟโตโดปในเฟสของโลหะและตัวนำยิ่งยวด ฟิสิกส์ รายได้ B 14, 9017–9028 (1993)
Mankowsky, R. และคณะ พลวัตของตาข่ายแบบไม่เชิงเส้นเป็นพื้นฐานสำหรับความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่เพิ่มขึ้นใน YBa2Cu3O6.5 ธรรมชาติ 516, 71–74 (2014)
เฟาสตี, ดี. และคณะ ตัวนำยิ่งยวดที่เกิดจากแสงในถ้วยเรตแบบเรียงแถบ วิทยาศาสตร์ 331, 189–191 (2011)
El-Adawi, MK และ Al-Nuaim, IA การพึ่งพาการทำงานของอุณหภูมิของ VOC สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ที่สัมพันธ์กับแนวทางใหม่ที่มีประสิทธิภาพ การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล 209, 91–96 (2550)
เวอร์นอน, เอสเอ็ม และแอนเดอร์สัน, วอชิงตัน ผลกระทบของอุณหภูมิในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนที่กั้นชอตกี ใบสมัคร ฟิสิกส์ เล็ตต์ 26, 707 (1975)
Katz, EA, Faiman, D. & Tuladhar, SM การพึ่งพาอุณหภูมิสำหรับพารามิเตอร์อุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ของเซลล์แสงอาทิตย์โพลีเมอร์-ฟูลเลอรีนภายใต้สภาวะการทำงาน เจ. แอพพลิเคชั่น ฟิสิกส์ 90, 5343–5350 (2002)
งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน (Grant No. 60571063) โครงการวิจัยพื้นฐานของมณฑลเหอหนาน ประเทศจีน (Grant No. 122300410231)
ปีงบประมาณเป็นผู้เขียนข้อความในรายงาน และ MYH ได้เตรียมตัวอย่างเซรามิก YBCO ปีงบประมาณและ MYH ได้ทำการทดลองและวิเคราะห์ผลลัพธ์ FGC เป็นผู้นำโครงการและการตีความข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ ผู้เขียนทุกคนได้ตรวจสอบต้นฉบับแล้ว
งานนี้ได้รับอนุญาตภายใต้ Creative Commons Attribution 4.0 International License รูปภาพหรือเนื้อหาของบุคคลที่สามอื่นๆ ในบทความนี้รวมอยู่ในสัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ของบทความ เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่นในวงเงินเครดิต หากเนื้อหาไม่รวมอยู่ในใบอนุญาต Creative Commons ผู้ใช้จะต้องได้รับอนุญาตจากผู้ถือใบอนุญาตจึงจะสามารถทำซ้ำเนื้อหาได้ หากต้องการดูสำเนาใบอนุญาตนี้ โปรดไปที่ http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Yang, F. , Han, M. & Chang, F. ต้นกำเนิดของเอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในเซรามิก YBa2Cu3O6.96 ที่มีตัวนำยิ่งยวด ตัวแทนวิทยาศาสตร์ 5, 11504 (2015) https://doi.org/10.1038/srep11504
การส่งความคิดเห็นแสดงว่าคุณตกลงที่จะปฏิบัติตามข้อกำหนดและหลักเกณฑ์ของชุมชนของเรา หากคุณพบสิ่งที่ไม่เหมาะสมหรือไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดหรือหลักเกณฑ์ของเรา โปรดตั้งค่าสถานะว่าไม่เหมาะสม
เวลาโพสต์: Apr-22-2020