千叶大学的山田泰裕教授及其团队与大阪大学等合作,成功开发了一种在激光照射下会发光并变冷的物质。这种物质使用了易于吸收光线的“钙钛矿型”结构晶体。这一发现或将推动新型冷却元件的开发。
新开发的物质具有发光即冷却的性质(供图:千叶大学的山田教授)
这种物质是由铯、铅、溴构成的钙钛矿结构的晶体构成的。部分拥有钙钛矿结构的晶体具有良好的光吸收性能,基于这一性能的“钙钛矿型太阳能电池”因其高转换效率且灵活性强而备受瞩目。
此次开发的物质能够吸收特定波长的激光并发光,并具有发光时释放的光比照射光能量更高的特性。物质的能量被消耗,所以导致其温度下降。持续光照10分钟左右之后,物质的温度降低了10摄氏度左右。
目前,作为冷却元件普遍使用的是 “珀尔帖元件(Peltier)”,通过通电使一侧释放热量,另一侧吸热进行冷却。但这种元件必须具备散热的空间。而此次开发的材料是通过发射光线来降低物质温度的,因此即使在宇宙空间等无法传导热量的真空环境中,也能够降低温度,未来应用前景广阔。
此外,由于该物质在通电时也会发光,因此可以实现通过电力进行冷却,这也为发光降温冷却元件的开发提供了可能。通过消除晶体的缺陷与杂质,还能进一步提高其冷却效率。未来,研究团队将合成冷却效率更高或尺寸更大的晶体,以推进其实际应用。
原文:《日本经济新闻》电子版、2024/9/16
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:Nano Letters
论文:Optical cooling of dot-in-crystal halide perovskites: challenges of nonlinear exciton recombination
DOI:10.1021/acs.nanolett.4c02885