概念思想:1.) 确定 ℏ𝜔 的光电发射状态。2.) 计算每对状态的光电发射概率。3.) 计算本征发射率作为光电发射状态的加权平均值 4.) 对新的 ℏ𝜔 重复上述操作。
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提高 X 射线自由电子激光器亮度最有希望的方向之一是开发新型光电阴极材料。这项研究提出了一种新方法,通过结合机器学习和多目标筛选来发现高亮度光电阴极。第一次筛选产生了一系列光电阴极材料,预计这些材料的固有发射率比目前最先进的材料低 4 倍。第二次筛选产生了一系列光电阴极材料,预计这些材料的性能与目前使用的材料相当,但具有出色的空气稳定性 - 可在干燥空气环境中运输和储存。
将这两个设备共用一个电极进行组装在某些应用中会很有趣,在这些应用中,设备形状因素、便携性和能量生产和存储的分散性是比整体工艺效率更重要的特性。太阳能电化学储能 (SEES) 概念首次由 Hodes 于 1976 年提出 [1],基于光电化学电池,使用 CdSe 作为光电极、S/S − 2 作为氧化还原电解质和 Ag 2 S/Ag 作为阳极。同时报道的太阳能水分解 [2] 和高级氧化过程 [3] 取代了太阳能电化学储能系统的先驱研究,它们取得了更有希望的结果,并且太阳能的利用效率更高。然而,由于社会政治对分散和可持续能源的要求以及电化学能源电源(特别是锂离子电池)和光伏电池(如染料敏化和钙钛矿太阳能电池)的技术进步,近十年来人们对这些研究的兴趣有所增加。尽管人们重新燃起兴趣,但基于插层离子电池的 SEES 系统研究仍然很少。在 21 世纪初期,SEES 系统基于染料敏化太阳能电池。在这些系统中,电解质含有氧化还原对 I 3
太阳能驱动水分解的持久性能和高效率是光电化学 (PEC) 电池尚未同时实现的巨大挑战。虽然由 III-V 族半导体制成的光伏电池可以实现很高的光电转换效率,但它们与电催化剂的功能集成以及工作寿命仍然是巨大的挑战。在此,超薄 TiN 层被用作埋层结 n + p-GaInP 2 光电阴极上的扩散屏障,使得随后的 Ni 5 P 4 催化剂生长为纳米岛时能够升高温度,而不会损坏 GaInP 2 结。所得 PEC 半电池的吸收损失可以忽略不计,饱和光电流密度和 H 2 释放量与用 PtRu 催化剂装饰的基准光电阴极相当。高耐腐蚀 Ni 5 P 4 /TiN 层在 120 小时内显示出不减损的光电阴极运行时间,超过了之前的基准。通过蚀刻去除电沉积铜(引入的污染物),恢复了全部性能,证明了操作耐用性。 TiN 层扩大了合成条件并防止腐蚀,使 III-V PEC 设备稳定运行,而 Ni 5 P 4 催化剂则取代了昂贵且稀缺的贵金属催化剂。
光电效应和热电子效应在说明性实验中结合在一起,以证明太阳光和热可以同时转化为电能。当电子从阴极发射并被阳极收集时,阳极和阴极费米能级之间会产生化学势差。当电子通过负载返回发射极费米能级时,可以提取功。当电子未被热化时,它被称为“热”电子。Ross 及其同事预测,热载流子转换系统的 AM1.5 效率极限为 66%,高于纯热系统的 52% 或量子系统的 33%(例如光伏电池)。本研究旨在提供一种易于复制的实验格式来探索这些概念。作为适合学生实验室的示例,商业真空光电管被用作量子和热能转换器。由 Ag 2 O:Cs 组成的 S1 光电阴极在低温下使用,T o 100 � C,以证明加热和照明光电管转换的功率大于在黑暗中加热或在室温下照明下获得的功率。虽然此示例中的转换效率和功率产量很小(约10 � 3 %),但实验展示了如何同时利用两种形式的太阳能。它还促进了对太阳能转换器进行评估的热力学方法。本文讨论了使用铯化 III/V 材料(例如InGaAsP:Cs)作为光电阴极作为实现高效热电子器件的可能研究途径。r 2004 Elsevier B.V. 保留所有权利。
在当今使用的光敏设备中引入,光电倍增管(或PMT)是一种多功能设备,可提供超快速响应和极高的灵敏度。典型的光电倍增管构成的光电阴极(光电极),然后是fo-Cused电极,电子乘数和真空管中的电子集合(阳极),如图1。当光进入光电极时,光电极将光电子发射到真空中。然后,这些光电子由聚焦电极电压指向电子乘数,其中电子乘以次级射击过程。然后由阳极作为输出信号收集乘以的电子。与当前用于检测紫外线,可见的和近红色区域的其他光敏设备相比,由于次级发射乘积,光电倍增管具有极高的灵敏度和极低的噪声。光电倍增管还具有快速的回答和大型光敏区域的选择。本节描述了光电倍增管结构和基本操作特征的主要特征。