Халидни перовскити: бъдещето на слънчевите панели
Клетките с такива материали са по-евтини, гъвкави и екологични
Инженери от университета Райс са създали технология за произвеждане на 2D халидни перовскитни кристали с идеална дебелина и непорочност
(снимка: Jeff Fitlow/Rice University)
Ефективността на слънчевите кафези се увеличи през последните години, с помощта на материали като халидните перовскити – кристални съединения, които имат висока пропускливост на светлина и електрическа проводимост. Производството и потреблението на халидни перовскити обаче е предизвикателство, защото те са чувствителни към температура, мокрота и други фактори, които могат да повлияят на тяхната конструкция и свойства.
Наскоро група учени от университета Райс в Съединените щати и техни сътрудници от други страни създадоха нов способ за синтез на двумерни (2D) халидни перовскити. Технологията прави допустимо приемането на полупроводникови пластове с оптимална дебелина и непорочност посредством управление на температурата и продължителността на процеса на кристализация.
Тази нова техника се назовава “кинетично следено пространствено ограничение ” и може да помогне за възстановяване на стабилността и понижаване на цената на халидните перовскити за разнообразни приложения в оптоелектрониката и фотоволтаиците.
Двумерните халидни перовскити са тънки пластове от кристали, състоящи се от редуващи се пластове от органични и неорганични съединения. Дебелината на тези пластове въздейства върху ширината на неразрешената зона – енергийния период сред проводимите и валентните ленти, който дефинира способността на материала да организира електрически ток, когато е осветлен.
Колкото по-малка е неразрешената зона, толкоз по-голяма е електрическата проводимост на материала. За потребление в електронни устройства са нужни двумерни халидни перовскити с дебелина на пласта по-голяма от две, само че обичайните способи за синтез на такива материали водят до несиметричен бистър напредък, което понижава надеждността на работата на устройството.
„ С обичайните способи за синтезиране на 2D перовскити получавате кристали с разнообразни етапи, заради липса на надзор върху кинетиката на кристализация, което е динамично взаимоотношение сред температура и време ”, споделя Жан Хоу, студент в университета Райс и един на водещите създатели на публикацията.
още по темата
„ Ние разработихме метод да забавим кристализацията и последователно да настроим всеки кинетичен параметър, с цел да реализираме най-благоприятен резултат за фазово чист синтез ”, разяснява той.
Освен това учените са основали карта (фазова диаграма) на процеса, употребявайки характеризация, оптична спектроскопия и машинно образование. Тази карта дава опция да се плануват и усъвършенстват изискванията за синтез на двумерни халидни перовскити с друга дебелина на пласта.
Синтезът на двумерни халидни перовскити с оптимална дебелина и непорочност на пласта отваря нови благоприятни условия за слънчевите кафези, защото може да усъвършенства успеваемостта и стабилността на преобразуването на светлината в електричество.
Халидните перовскити могат да се употребяват като съставни елементи на хибридни слънчеви кафези, които комбинират преимуществата на органичните и неорганичните материали. Такива слънчеви кафези ще бъдат по-евтини, по-гъвкави и екологични от обичайните силициеви кафези.
Инженери от университета Райс са създали технология за произвеждане на 2D халидни перовскитни кристали с идеална дебелина и непорочност
(снимка: Jeff Fitlow/Rice University)
Ефективността на слънчевите кафези се увеличи през последните години, с помощта на материали като халидните перовскити – кристални съединения, които имат висока пропускливост на светлина и електрическа проводимост. Производството и потреблението на халидни перовскити обаче е предизвикателство, защото те са чувствителни към температура, мокрота и други фактори, които могат да повлияят на тяхната конструкция и свойства.
Наскоро група учени от университета Райс в Съединените щати и техни сътрудници от други страни създадоха нов способ за синтез на двумерни (2D) халидни перовскити. Технологията прави допустимо приемането на полупроводникови пластове с оптимална дебелина и непорочност посредством управление на температурата и продължителността на процеса на кристализация.
Тази нова техника се назовава “кинетично следено пространствено ограничение ” и може да помогне за възстановяване на стабилността и понижаване на цената на халидните перовскити за разнообразни приложения в оптоелектрониката и фотоволтаиците.
Двумерните халидни перовскити са тънки пластове от кристали, състоящи се от редуващи се пластове от органични и неорганични съединения. Дебелината на тези пластове въздейства върху ширината на неразрешената зона – енергийния период сред проводимите и валентните ленти, който дефинира способността на материала да организира електрически ток, когато е осветлен.
Колкото по-малка е неразрешената зона, толкоз по-голяма е електрическата проводимост на материала. За потребление в електронни устройства са нужни двумерни халидни перовскити с дебелина на пласта по-голяма от две, само че обичайните способи за синтез на такива материали водят до несиметричен бистър напредък, което понижава надеждността на работата на устройството.
„ С обичайните способи за синтезиране на 2D перовскити получавате кристали с разнообразни етапи, заради липса на надзор върху кинетиката на кристализация, което е динамично взаимоотношение сред температура и време ”, споделя Жан Хоу, студент в университета Райс и един на водещите създатели на публикацията.
още по темата
„ Ние разработихме метод да забавим кристализацията и последователно да настроим всеки кинетичен параметър, с цел да реализираме най-благоприятен резултат за фазово чист синтез ”, разяснява той.
Освен това учените са основали карта (фазова диаграма) на процеса, употребявайки характеризация, оптична спектроскопия и машинно образование. Тази карта дава опция да се плануват и усъвършенстват изискванията за синтез на двумерни халидни перовскити с друга дебелина на пласта.
Синтезът на двумерни халидни перовскити с оптимална дебелина и непорочност на пласта отваря нови благоприятни условия за слънчевите кафези, защото може да усъвършенства успеваемостта и стабилността на преобразуването на светлината в електричество.
Халидните перовскити могат да се употребяват като съставни елементи на хибридни слънчеви кафези, които комбинират преимуществата на органичните и неорганичните материали. Такива слънчеви кафези ще бъдат по-евтини, по-гъвкави и екологични от обичайните силициеви кафези.
Източник: technews.bg
КОМЕНТАРИ