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

Prognozuojama, kad ateivių rūšių padaugės 36% iki 2050 m

Egipto žąsis (Alopochen aegyptiaca), kilusi iš Afrikos, o dabar įsikūrusi Vidurio ir Vakarų Europoje. Autorius: profesorius Timas Blackburnas, UCL Tikimasi, kad šio amžiaus viduryje...

Dėl hormoninių vaistų neproliferaciniai baltymai gali išplisti koronavirusą ir sustabdyti ID-19 vystymąsi

Hormonų tyrimai gali sukelti AD-19 ginklų paplitimą. Kreditas: „Getty Images“ Naujas „Penny Medical“ tyrimas parodo, kaip anti-androgenai trukdo pagrindiniams receptoriams, reikalingiems virusų invazijai į...

Nuostabus „slapto“ objektyvo projektavimo metodas, kurį naudojo „mikrobiologijos tėvas“, rastas po 300 metų

Tai Van Leeuwenhoek mikroskopas. Autoriai: Utrechto universitetas / Rijksmuseum Boerhaave / TU Delft Mikroskopas, kurį Antoni van Leeuwenhoek naudojo novatoriškiems tyrimams atlikti, turi nuostabų...

Joninės sijos sudaro glaudžiai sujungtas „Qubits“ grandines.

Jonų pluoštai gali suformuoti glaudžiai suporuotas kvantinių bitų (kubitų) grandines, pagrįstas deimantų „azoto neturinčiais„ spalvų centrais “, skirtus naudoti kvantinės skaičiavimo aparatinėje įrangoje. ...

Tyrėjai kuria 3D atspausdintą želę biomedicininėms medžiagoms, minkštai robotikai

Hidrogelio medžiaga gaunama iš skirtingo dydžio dumblių dalelių. Paskola Orlino slėnis, NC valstybinis universitetas Dėl stiprumo ir lankstumo hidrogeliai sujungia du fizinius kiaušinius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.