Перовскиты: материалы будущего для солнечной энергетики

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Солнечные батареи — это устройства, которые преобразуют свет в электричество. Они могут быть изготовлены из разных материалов, но одним из самых перспективных являются галогенидные перовскиты — кристаллические соединения, которые обладают высокой светопроницаемостью и электропроводностью. Однако производство и использование галогенидных перовскитов имеет свои сложности, так как они чувствительны к температуре, влажности и другим факторам, которые могут повлиять на их структуру и свойства.

Инженеры Университета Райса разработали процесс, позволяющий получить 2D кристалы галогенидных перовскитов идеальной толщины и чистоты
Инженеры Университета Райса разработали процесс, позволяющий получить 2D кристалы галогенидных перовскитов идеальной толщины и чистоты
Автор: Jeff Fitlow/Rice University Источник: techxplore.com

Недавно группа ученых из Университета Райса в США и их коллег из других стран разработали новый метод синтеза двумерных (2D) галогенидных перовскитов, который позволяет получать слои семикондукторов оптимальной толщины и чистоты, контролируя температуру и продолжительность процесса кристаллизации. Этот метод называется кинетически контролируемым пространственным ограничением и может помочь повысить стабильность и снизить стоимость галогенидных перовскитов для различных технологий, таких как оптоэлектроника и фотовольтаика.

Автор: Bing image creator

Двумерные галогенидные перовскиты — это тонкие слои кристаллов, состоящие из чередующихся слоев органических и неорганических соединений. Толщина этих слоев влияет на ширину запрещенной зоны — энергетического интервала между зонами проводимости и валентности, которые определяют способность материала проводить электрический ток при освещении. Чем меньше ширина запрещенной зоны, тем больше электрическая проводимость материала. Для применения в электронных устройствах необходимы двумерные галогенидные перовскиты с толщиной слоя больше двух, но традиционные методы синтеза таких материалов дают неоднородный рост кристаллов, что снижает надежность работы устройств.

«При традиционных методах синтеза двумерных перовскитов вы получаете кристаллы с разными фазами из-за отсутствия контроля над кинетикой кристаллизации, которая является динамическим взаимодействием между температурой и временем», — объясняет Джин Хоу, аспирант Университета Райса и один из ведущих авторов статьи. «Мы разработали способ замедлить кристаллизацию и постепенно настраивать каждый параметр кинетики, чтобы достичь оптимального результата для получения чистых по фазе синтеза».

Кроме того, ученые создали карту (фазовую диаграмму) процесса с помощью характеризации, оптической спектроскопии и машинного обучения. Эта карта позволяет предсказать и оптимизировать условия синтеза двумерных галогенидных перовскитов с различной толщиной слоя.

Автор: Bing image creator

Синтез двумерных галогенидных перовскитов с оптимальной толщиной и чистотой слоя открывает новые возможности для солнечных батарей, так как он позволяет повысить эффективность и стабильность преобразования света в электричество. Галогенидные перовскиты могут быть использованы как одни из составляющих гибридных солнечных батарей, которые сочетают в себе преимущества органических и неорганических материалов. Такие солнечные батареи могут быть более дешевыми, гибкими и экологичными, чем традиционные кремниевые.

2 комментария

B
семикондукторов
полупроводники — не слыхали?

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Страна Пунт: египтяне плавали туда за редкостями, а мы спорим, где она находилась

Мы знаем, что египтяне привозили из Пунта. Знаем имя одного из его правителей и даже можем посмотреть, как художники изобразили его жену. Сохранились изображения кораблей, грузов и домов на опорах....

Как песчаный остров Сейбл погубил сотни кораблей

У Сейбла судно могло сесть на мель ещё до того, как команда замечала берег. Подводные песчаные косы уходят далеко за оконечности острова, а низкую сушу часто скрывает туман. За несколько столетий...

Зачем на домашнем телефоне была кнопка R или Flash и почему ею пользовались не все

На кнопочном домашнем телефоне рядом с цифрами встречалась клавиша R, Recall или Flash. С повторным набором всё было понятно: нажал — аппарат снова звонит по последнему номеру. А...

В канадское озеро три года добавляли синтетический эстроген — популяция мелкой рыбы почти исчезла

В начале 2000-х учёные в канадской провинции Онтарио начали опыт, который в обычной лаборатории выглядел бы почти невозможным. Вместо аквариума они использовали целое озеро площадью 34...

Обзора компактного GAN зарядного блока питания UGREEN S534 для путешественников

UGREEN S534 — это компактный блок «6-в-1» на 45 Вт с GaN. Изначально он придуман для путешественников. Главная фишка — несколько вилок под сети в разных странах плюс целых 4...

Обзор Sivga SV021 Pro: деревянные наушники с отличным звуком и очень удобной посадкой

У меня уже больше года есть наушники Sivga Anser, которыми я очень доволен. Но захотелось взять ещё одни, на этот раз для работы в офисе. Чтобы можно было включить любимую музыку, спокойно...