纳米级钙钛矿激光加工突破，用于更好的太阳能电池和光学电子

佩洛夫斯的QR代码。

科学家们已经开发了一种用于精确，快速，高质量的激光加工的方法，可利用用于太阳能，光学电子和超材料的发光材料。

联邦联邦大学（FEFU）的科学家与ITMO大学的同事合作，以及德国，日本和澳大利亚的大学都开发了一种精确，快速，高品质的激光加工方法，卤化物佩洛夫斯基酯（CH3NH3PBI3），有希望的灯光 - 用于太阳能，光学电子和超材料的材料。由非常短的激光脉冲（Femtosecond激光）Perovskites构成，结果是由前所未有的质量标记的功能纳米元素。相关文章已发布Insmall。

佩洛夫斯基特在19世纪上半叶在乌拉尔（俄罗斯）的形式中被发现，该矿物质的钙，钛和氧原子组成。如今，由于独特的特性，佩洛夫斯基斯是用于太阳能的上升材料，以及用于光子学的发光装置的开发，即LED和微溶剂。他们击中了最审查的材料，吸引了来自世界各地的科学群体的兴趣。

主要缺点是复杂的处理。佩洛夫斯基斯在电子束，液体或温度的影响下容易降解，失去特性科学家对科学家非常感兴趣。这通过作为电子束光刻的常用方法显着使功能性钙钛矿纳米结构的制造变得复杂化。

来自FEFU（Vlapostok，俄罗斯）和ITMO大学（俄罗斯的科学家）与外国同事组成，并通过提出使用飞秒激光脉冲处理有机无机钙脂的独特技术来解决了这个问题。输出是具有受控特性的高质量纳米结构。

“使用强大的脉冲激光，纳米砷化镓如甘蔗酸砷化镓，”Itmo大学的物理和工程学院的领先研究员Sergy Makarov说：“这是非常困难的，”Itmo大学的能力，“热量散落在各个方向和所有薄，锋利的边缘被这种热量扭曲。就像你尝试用细节制作微型纹身，但由于涂料在皮肤下涂抹，你就会得到一个丑陋的蓝点。Perovskite具有差的导热性，因此我们的图案表明非常精确，非常小。“

激光划线普遍薄膜渗透块是现代太阳能电池生产链的重要技术步骤。到目前为止，由于其最外部由于温度劣化而导致的钙钛矿材料，该过程对钙钛矿材料并不是非常准确的。新技术可以帮助解决允许制造高性能太阳能电池的这个问题。

“Perovskite代表了一种由有机和无机零件组成的复杂材料。我们使用超短激光脉冲进行快速加热和靶向蒸发的钙钛矿的有机部分，其在相当低的160c0温度下进行。以这种方式调节激光强度，以产生留下无机的熔化/蒸发，使无机物体不受影响。这种非破坏性处理使我们能够达到前所未有的钙钛矿功能结构的质量“。这位技术开发商之一，AEXEY Zhzhenko是FEFU工程学院的SEC“纳米技术”的研究员。

Fefu和Itmo大学的科学家指出了三个领域，他们的发展可以给出切实的结果。

首先是在某些条件下录制用户可以读取的信息。

“我们已经通过产生衍射光栅和微带激光器的差异仅为400纳米的微小宽度来证明了我们的方法的相关性。这些特征尺寸为未来光通信芯片和计算机的有源元素的发展铺平了道路。说阿列克谢志议科。

其次，在激光的帮助下，可以改变钙钛矿片段的可见颜色，没有染料。材料可能像黄色，黑色，蓝色，红色，取决于需求。

“这可以用于执行彩虹的所有颜色的太阳能电池板。现代化的建筑允许通过太阳能电池板覆盖大楼的整个表面，这一点不是所有客户想要普通的黑色面板“，谢尔盖马拉夫说。

第三应用是用于光学传感器的纳米液和光学芯片的纳米液，其由于不是电子流而不是光子的光学芯片。

简单，快速且经济高效的生产这些要素是为控制光线原则提供工作的新时代。根据所提出的技术处理Perovskites的机会获得成千上万，甚至每分钟数以万计的纳米糖粉。该技术引入业界将使世界更加接近光学电脑的开发。

“所提出的技术的另一个关键特征是它允许逐层变薄佩洛夫斯。这打开了从钙钛矿设计和制造更复杂的3D微结构的方法，例如，微尺度涡流发射激光器，这对于下一代光通信中的信息复用是非常有要求的。重要的是，这种加工保存甚至改善了由于化学成分的改变而钝化的薄膜的发光特性“，Fefu Neuroconology，VR和AR中的Fefu中心研究员的团队成员Aleksandr Kuchmizhak。

本研究聚集了ITMO大学FEFU，IAPC 2月RAS，RAS，Ruhr-University Boochum（德国），托凯大学（日本）和斯文纳斯理工大学（澳大利亚）的联合高温联合研究所。

此前，在2019年春季，达拉斯德克萨斯大学的FEFU大学的科学家们在达拉斯和澳大利亚国立大学举办了一种有效，快捷便宜的方法，可以制造佩罗夫斯科特微仪激光作为强烈相干光照射的有希望的来源用于光学微芯片和新一代光学计算机。

参考：“通过UltaFast激光加工卤化物佩罗夫斯基斯（Alexey Y.Zhzhenko），Pavel Tonkaev，Dmitry Gets，Artem Larin，Dmitry Zuev，Sergey Starikov，Eugeny V.Pustoval ov，亚历山大·Zakharenko，亚历山大·Zakharenko，Sergei A. Kulinich ，Saulius Juodkazis，Aleksandr A. Kuchmizhak和Sergey V. Makarov，4月20日4月20日，Small.doi：
10.1002 / smll.202000410