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
Oamenii de știință ar fi aflat, în sfârșit, de ce atmosfera Soarelui este mult mai fierbinte decât suprafața sa
Oamenii de știință ar fi aflat, în sfârșit, de ce atmosfera Soarelui este mult mai fierbinte decât suprafața sa
Inteligența Artificială poate fi ușor păcălită să pretindă că a găsit viață extraterestră, iar acest lucru ar putea provoca haos în viitor
Inteligența Artificială poate fi ușor păcălită să pretindă că a găsit viață extraterestră, iar acest lucru ar ...
Patru arbori de cacao peruvieni nou descoperiți ar putea salva viitorul ciocolatei
Patru arbori de cacao peruvieni nou descoperiți ar putea salva viitorul ciocolatei
Coastele rupte vechi de 6.000 de ani descoperite în Siria ar putea fi unul dintre cele mai vechi cazuri cunoscute de abuz asupra copiilor
Coastele rupte vechi de 6.000 de ani descoperite în Siria ar putea fi unul dintre cele mai vechi cazuri cunoscute de abuz ...
O inversare bruscă a fost detectată în nucleul Pământului
O inversare bruscă a fost detectată în nucleul Pământului
Cum poate fi liniștită mintea? Cinci metode susținute de cercetările din psihologie și neuroștiințe
Cum poate fi liniștită mintea? Cinci metode susținute de cercetările din psihologie și neuroștiințe
Mintea flexibilă: de ce acceptarea incertitudinii reduce anxietatea și stresul
Mintea flexibilă: de ce acceptarea incertitudinii reduce anxietatea și stresul
Ce se întâmplă în creier după o despărțire? De ce „inima frântă” nu este doar o metaforă
Ce se întâmplă în creier după o despărțire? De ce „inima frântă” nu este doar o metaforă
Rocile antice dezvăluie că perioadele calde din trecut ale Pământului nu au fost așa cum s-a crezut
Rocile antice dezvăluie că perioadele calde din trecut ale Pământului nu au fost așa cum s-a crezut
Telescopul Webb a descoperit cea mai îndepărtată galaxie, asemănătoare cu a noastră, din Universul timpuriu
Telescopul Webb a descoperit cea mai îndepărtată galaxie, asemănătoare cu a noastră, din Universul timpuriu
Care sunt țările europene cu cei mai mulți milionari în dolari?
Care sunt țările europene cu cei mai mulți milionari în dolari?
Noi reguli în turismul românesc. Ce modificări au intrat în vigoare?
Noi reguli în turismul românesc. Ce modificări au intrat în vigoare?
Educația trece prin una dintre cele mai grave crize din ultimele decenii, avertizează un raport
Educația trece prin una dintre cele mai grave crize din ultimele decenii, avertizează un raport
„Mormântul iluziilor germane”. Înfrângerile ruşinoase pe care nemţii le-au suferit în România în Primul Război Mondial
„Mormântul iluziilor germane”. Înfrângerile ruşinoase pe care nemţii le-au suferit în România în Primul Război Mondial
Cum ne afectează canicula starea de spirit? Temperaturile extreme influențează chiar și modul în care gândim!
Cum ne afectează canicula starea de spirit? Temperaturile extreme influențează chiar și modul în care gândim!
Cum negociau politicienii viitorul României după Primul Război Mondial
Cum negociau politicienii viitorul României după Primul Război Mondial
Un oraș neașteptat a fost numit Capitala Ciclismului din Polonia
Un oraș neașteptat a fost numit Capitala Ciclismului din Polonia
Fără precedent: Un rinichi a fost transportat cu drona într-un timp record
Fără precedent: Un rinichi a fost transportat cu drona într-un timp record