Home » Știință » O metodă inovatoare de sinteză îmbunătățește stabilitatea celulelor solare

O metodă inovatoare de sinteză îmbunătățește stabilitatea celulelor solare

Publicat: 30.10.2023

Eficiența celulelor solare a crescut în ultimii ani datorită materialelor care captează lumina, cum ar fi perovskiții cu halogenuri, dar stabilitatea celulelor solare continuă să fie o provocare.

Un proces dezvoltat de inginerul chimic și biomolecular Aditya Mohite, de la Universitatea Rice (SUA), și colaboratorii de la Universitatea Northwestern, Universitatea din Pennsylvania și Universitatea din Rennes (Franța) dă straturi de semiconductori 2D pe bază de perovskit de grosime și puritate ideale prin controlul temperaturii și duratei procesului de cristalizare.

Cunoscut sub numele de izolare controlată cinetic, procesul ar putea crește stabilitatea celulelor solare și reduce costurile tehnologiilor emergente bazate pe halogenuri de perovskit, cum ar fi optoelectronica și fotovoltaica.

Stabilitatea celulelor solare, îmbunătățită printr-un nou proces

„Producerea de cristale de perovskit 2D cu grosimi de strat (sau „valoare n”) mai mari de 2 este un blocaj major”, a spus drd. Jin Hou, de la Școala de Inginerie George R. Brown din cadrul Universității Rice, care este autorul principal al unui studiu despre proces, publicat în Nature Synthesis.

„O valoare n mai mare de 4 înseamnă că materialele au un decalaj de bandă mai îngust și o conductivitate electrică mai mare, un factor crucial pentru aplicarea în dispozitivele electronice”, spune el.

Pe măsură ce se formează în cristale, atomii sau moleculele se aranjează în rețele regulate, foarte organizate. Gheața, de exemplu, are 18 posibile aranjamente atomice, sau faze. La fel ca atomii de hidrogen și oxigen din gheață, particulele care alcătuiesc perovskiții cu halogenuri pot forma, de asemenea, mai multe aranjamente de rețea. Deoarece proprietățile materialelor sunt dependente de fază, oamenii de știință își propun să sintetizeze straturi de perovskit cu halogenură 2D care prezintă doar o singură fază.

Problema, totuși, este că metodele tradiționale de sinteză pentru perovskiții 2D cu valoare n mai mare generează creșterea neuniformă a cristalelor, ceea ce afectează fiabilitatea performanței materialului, notează Tech Xplore.

Ce au reușit să obțină cercetătorii?

„În metodele tradiționale de sinteză a perovskitului 2D, obținem cristale cu faze mixte din cauza lipsei de control asupra cineticii cristalizării, care este practic interacțiunea dinamică dintre temperatură și timp. Am proiectat o modalitate de a încetini cristalizarea și de a regla fiecare parametru cinetic treptat pentru a atinge punctul favorabil pentru sinteza pură în fază”, a spus Hou.

Pe lângă proiectarea unei metode de sinteză care poate obține o creștere treptată a valorii n a perovskiților cu halogenură 2D, cercetătorii au creat și o hartă (diagramă de fază) a procesului prin caracterizare, spectroscopie optică și învățare automată.

„Această lucrare împinge limitele sintezei de perovskiți 2D cu puțuri cuantice superioare, făcându-i o opțiune viabilă și stabilă pentru o mare varietate de aplicații”, a spus Hou.

„Am dezvoltat o nouă metodă pentru a îmbunătăți puritatea cristalelor și am rezolvat o problemă de lungă durată în domeniu despre cum să abordăm sinteza cristalelor cu valoare n mare, fază-pură”, a spus Mohite, profesor asociat de inginerie chimică și biomoleculară, știința materialelor și nanoinginerie, al cărui laborator a fost pionier în diferite metode de îmbunătățire a calității și a performanței semiconductorilor cu halogenuri de perovskit, de la calibrarea etapei inițiale de cristalizare până la reglarea fină a proiectării solvenților.

„Această descoperire în cercetare este esențială pentru sinteza perovskiților 2D, care dețin cheia obținerii unei stabilități relevante din punct de vedere comercial pentru celulele solare și pentru multe alte aplicații ale dispozitivelor optoelectronice și interacțiuni fundamentale cu materia ușoară”, a adăugat Mohite.

Vă recomandăm să citiți și:

O mână bionică revoluționară a fuzionat cu oasele, mușchii și nervii unei femei

Noul telescop spațial chinezesc îl „va întrece pe Hubble”, susțin cercetătorii

O formă ciudată de gheață se topește doar la temperaturi extreme

O companie aeriană a creat cafeaua care este mai savuroasă în zbor

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Un satelit cât o valiză ar putea detecta primul semnal cosmic dinaintea apariției stelelor
Un satelit cât o valiză ar putea detecta primul semnal cosmic dinaintea apariției stelelor
Rechinul care poate trăi 400 de ani: este cel mai longeviv vertebrat cunoscut de pe Pământ
Rechinul care poate trăi 400 de ani: este cel mai longeviv vertebrat cunoscut de pe Pământ
ADN-ul străvechi dezvăluie cum s-a schimbat Europa după căderea Romei
ADN-ul străvechi dezvăluie cum s-a schimbat Europa după căderea Romei
Descoperire istorică pentru fizica modernă! Ce au observat oamenii de știință pentru prima dată?
Descoperire istorică pentru fizica modernă! Ce au observat oamenii de știință pentru prima dată?
Cercetătorii au creat plasticul care se evaporă la căldură și se reasamblează singur
Cercetătorii au creat plasticul care se evaporă la căldură și se reasamblează singur
„Spin & Splash by CSID.ro”, două zile de sport, joacă, sănătate și surprize pentru întreaga familie, la THERME București
„Spin & Splash by CSID.ro”, două zile de sport, joacă, sănătate și surprize pentru întreaga familie, la THERME ...
Astronomii au descoperit, în premieră, un metal esențial pentru viață în jurul unei supergigante rare
Astronomii au descoperit, în premieră, un metal esențial pentru viață în jurul unei supergigante rare
China pregătește o nouă misiune pe Lună
China pregătește o nouă misiune pe Lună
Cât de sângeros a fost în realitate Ivan cel Groaznic, diplomatul de geniu divinizat de Stalin
Cât de sângeros a fost în realitate Ivan cel Groaznic, diplomatul de geniu divinizat de Stalin
Un mormânt comun cu cel puțin 129 de bărbați a fost descoperit lângă Viena. Cine au fost victimele unei confruntări romane necunoscute?
Un mormânt comun cu cel puțin 129 de bărbați a fost descoperit lângă Viena. Cine au fost victimele unei confruntări ...
Arheologii au descoperit ce ascundea o peșteră din Turcia de aproape 13.000 de ani. Urmele unor vânători-culegători de la Marea Neagră
Arheologii au descoperit ce ascundea o peșteră din Turcia de aproape 13.000 de ani. Urmele unor vânători-culegători ...
Cercetătorii au descoperit un secret, vechi de 3,7 miliarde de ani, al vieții timpurii
Cercetătorii au descoperit un secret, vechi de 3,7 miliarde de ani, al vieții timpurii
Unul dintre cele mai reci locuri din Univers se găsește chiar aici pe Pământ
Unul dintre cele mai reci locuri din Univers se găsește chiar aici pe Pământ
Trei minute de sprint sunt mai eficiente decât 90 de minute de exerciții moderate, indică un studiu
Trei minute de sprint sunt mai eficiente decât 90 de minute de exerciții moderate, indică un studiu
Test de cultură generală. Care este cea mai bogată familie din lume?
Test de cultură generală. Care este cea mai bogată familie din lume?
Un mineral care formează rubine și safire, descoperit de roverul Perseverance pe Marte
Un mineral care formează rubine și safire, descoperit de roverul Perseverance pe Marte
O biserică din Polonia lasă șoferii să plătească parcarea prin rugăciune
O biserică din Polonia lasă șoferii să plătească parcarea prin rugăciune
O ceartă în familie din cauza unui telefon iPhone s-a sfârșit tragic
O ceartă în familie din cauza unui telefon iPhone s-a sfârșit tragic