飛秒雷射將玻璃變成”透明”光能收集器
研究人員發現,將碲玻璃置於飛秒雷射照射下可產生半導體奈米晶體,這為僅利用光將玻璃轉化為發電表面提供了可能。將碲玻璃暴露在飛秒雷射下會發生什麼?Galatea 實驗室的 Gözden Torun與東京工業大學的科學家們合作,在她的畢業論文中試圖回答這個問題,她的這一發現有朝一日可能將窗戶變成單一材料的光收集和感測設備。她的研究成果發表在《PR Applied》。
利用飛秒雷射蝕刻半導體圖案,將碲玻璃變成”透明”光能收集器。來源:EPFL / Lisa Ackermann
科學家們對碲玻璃中的原子在高能量飛秒雷射的快速脈衝照射下如何重組很感興趣,他們偶然發現在玻璃上形成了奈米級的碲和氧化碲晶體,這兩種半導體材料都是蝕刻在玻璃上的,而這正是玻璃被照射的地方。這就是科學家發現的奇蹟時刻,因為半導體材料暴露在日光下可能會產生電力。
“碲是半導體,基於這一發現,我們想知道是否有可能在碲玻璃表面寫入持久的圖案,從而在光線照射下可靠地誘發電流,答案是肯定的,”負責管理EPFL Galatea 實驗室的Yves Bellouard 解釋說。”這項技術的一個有趣的轉折點是,在這個過程中不需要額外的材料。只需要碲玻璃和飛秒雷射就能製造出活性光電導材料。”
EPFL 團隊利用東京工業大學同事生產的碲玻璃,運用飛秒雷射技術的專業知識對玻璃進行改性,並分析雷射的效果。在直徑為1 公分的碲玻璃表面照射一個簡單的線條圖案後,Torun 發現它在紫外線和可見光譜照射下能產生電流,而且這種電流能持續數月之久。
伊夫-貝魯亞爾說:”太神奇了,我們正在用光將玻璃變成半導體。伊夫-貝魯亞德說:”我們實質上是在把材料變成另一種東西,也許接近煉金術士的夢想!”