Geresnis būdas sukurti geresnius saulės elementus և šviesos diodai – nanomedžiagos

Perovskito medžiagos su organinėmis molekulėmis schema, galinti padidinti jos elektronines savybes. Paskola Jingjing Xue և Rui Wang / UCLA Samueli inžinerijos mokykla

UCLA mokslininkai ir kolegos atrado, kad perovskitai – perspektyvi medžiagų klasė, kuri gali būti naudojama nebrangiems, didelio efektyvumo kraujo kūneliams ir šviesos diodams, turi anksčiau nenaudotą molekulinį komponentą, kuris gali toliau reguliuoti elektronines perovskitų savybes.

Perovskitų medžiagos, pavadintos Rusijos mineralogo Levo Perovskio vardu, turi neorganinių molekulių, tokių kaip keramika, taip pat visiškai tarpusavyje sujungtų organinių molekulių kristalinės gardelės struktūrą. Atrodė, kad iki šiol šios organinės molekulės atliko tik struktūrinę funkciją – jos negalėjo tiesiogiai prisidėti prie elektroninio perovskitų veikimo.

Naujas tyrimas, kurį vedė UCLA, rodo, kad tinkamai sukonstravus organines molekules, jos gali ne tik išsaugoti kristalinės gardelės struktūrą, bet ir prisidėti prie elektroninių medžiagos savybių. Šis atradimas atveria naujas galimybes patobulinti medžiagų dizainą, dėl kurio bus geresnės kraujo ląstelės ir šviesos diodai. Neseniai buvo paskelbtas tyrimas, kuriame išsamiai aprašytas tyrimas Mokslas:,

„Tai tarsi surasti seną šunį, kuris galėtų žaisti naujus triukus“, – sakė Young Yang, Carol J. Lawrence E. Tanas jaunesnysis yra UCLA Samueli inžinerijos mokyklos inžinerijos profesorius ir pagrindinis tyrėjas. „Medžiagos moksle mes efektyviai žiūrime į materijos atominę struktūrą. – Mūsų po rinkimų gydytojai ir magistrantai nieko nepriėmė, jie gilinosi, kad rastų naują kelią “.

Kad perovskitas būtų geresnis, mokslininkai įtraukė specialiai sukurtą organinę molekulę, vadinamą pirenu, kurioje yra organinio amonio. Išorėje teigiamai įkrauta amonio molekulė jungiasi su pireno molekulėmis, keturgubu anglies atomų žiedu. Šis molekulinis dizainas pasiūlė papildomą elektroninį perovskitų derinimą.

„Unikalus perovskitų bruožas yra tas, kad jie turi aukštų neorganinių puslaidininkių pranašumą, pavyzdžiui, lengvą ir nebrangų polimerų apdirbimą“, – teigė tyrimo bendraautorius Rui Wangas, UCLA medžiagų mokslų ir inžinerijos mokslų daktaras. „Ši naujai patobulinta perovskito medžiaga dabar suteikia geresnių efektyvumo galimybių tobulintoms dizaino idėjoms“.

Norėdama parodyti papildomą perovskitų efektyvumą, komanda pastatė fotovoltinės (PV) elementų prototipą su medžiagomis ir tada 2000 valandų išbandė jį nuolatinėje šviesoje. Naujoji ląstelė ir toliau pavertė šviesą energija 85% savo pradinio efektyvumo. Tai priešingai nei PV ląstelė, pagaminta iš tos pačios medžiagos, tačiau nepridėjus modifikuotos organinės molekulės, kuri išlaiko tik 60% pradinio efektyvumo.

Nuoroda. Phot Zinjin Xu, Rui Wang, Sihan Chen, Kanglang Yao, Xiaoyun Jin in, Kai-li Wang, Wenchao Huang, Tianyan Huang, Yepin ha ao, Yaksin hai ay, Yagin hai ao Dong Meng, Sean Tan, Ruzhang Luhu, Z ir , Ten ai ir, Matthew S. Barzda, Yanfa Yan և Yan Young, 2021 m. Vasario 5 d Mokslas:,
DOI: 10.1126 / science.abd4860:

Kiti pagrindiniai tyrimo autoriai yra Jingjing Xue, UCLA medžiagų mokslų daktaras; և Sihanas Chenas iš JAV Energetikos departamento Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) Kolorade. Kiti bendraautoriai yra Matthew Bedas, NREL vyresnysis tyrėjas, hibridinių organinių neorganinių puslaidininkių centro direktorius; Yanfa Yan, Toledo universiteto fizikos ir astronomijos profesorė.

Kiti autoriai yra iš UCLA. NREL; Toledo universitetas; Jangdžou universitetas, Kinija; Sočovo universitetas, Kinija; Monasho universitetas, Australija; ուր Lawrence’o Berkeley nacionalinė laboratorija.

Tyrimą finansavo JAV energetikos departamentas.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

COVID-19 aptikimas ant jūsų odos

Misūrio universiteto inžinieriai skatina bioelektronikos rinką, kurdami plataus masto pasirinktinio įrenginio planą, kuris vienu metu gali stebėti daugybę gyvybiškai svarbių požymių, tokių kaip kraujospūdis,...

Mokslininkai atranda ilgalaikės atminties molekulinį mechanizmą

Bazelio universiteto mokslininkai atrado molekulinį mechanizmą, kuris vaidina pagrindinį vaidmenį nepažeistoje ilgalaikėje atmintyje. Šis mechanizmas taip pat susijęs su fiziologiniu atminties praradimu amžiuje. Daugybė...

Paukščių tako paslaptys atskleidžiamos „Amazing Details“

Ji yra Astronomijos tyrimų universitetų asociacija (AURA) 2021 m. Vasario 23 d Šis spalvų derinys atspindi dominuojančią „Blanco DECam Bulge Survey“, kurioje dalyvavo 250 milijonų žvaigždžių,...

Tamsioji materija, kurią apibūdina papildomas matmuo erdvėlaikyje ir nauja sunkioji dalelė, panaši į Higso bozoną?

Modeliuojant susidūrimą dideliame hadronų greitintuve susidaro Higso bozonas. © 1997-2021 CERN (CC-BY-SA-4.0). Kreditas: Granados universitetas. Tarptautinė mokslininkų grupė pasiūlė naują sunkią dalelę, kurios savybės panašios...

Puiki pažanga saulės skystyje, pagamintame iš padalinto vandens

Mokslininkai naudojo kompiuterius ir mikroskopus, kad suskaidytų saulės vandenį ir sukurtų būdą pagerinti vandenilio, kaip tvaraus kuro, generavimo prietaisų veikimą. Autorius: Peterio Alleno...

Newsletter

Subscribe to stay updated.