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

Didžiausia aplinkos šalinimo kaukė – ir kaip ją sumažinti

Naujas tyrimas nustatė naudojamo N95 išeikvojimą ir pasiūlė tinkamus būdus jį sumažinti. Nuo praėjusiais metais prasidėjusios „Covid-19“ epidemijos, užrištos akys tapo dar viena sveikatos apsaugos...

Neuromediatorių lygis smegenyse nuspėja matematinius sugebėjimus

Skenavimas buvo baigtas 1 ir 2 metu (maždaug po 1,5 metų) kiekvienoje iš penkių amžiaus grupių (6-erių, 10-mečių, 14-mečių, 16-mečių ir 18 metų) -metukai)....

Genetikai atskleidžia mutacijas, sukeliančias sunkų vaikystės vėžį – vartokite vaistus, kad pašalintumėte jų šalutinį poveikį

Trejybės koledžo genetikai atrado specifinio geno, vadinamo H3K27M, mutaciją, sukeliančią neišgydomą vaikystės vėžį, vadinamą diffi midi glioma (DMG). Augimas taikant tikslinius vaistus. Jų istoriniai...

Neigiamų jonų sulaikymas tarpžvaigždinėje erdvėje

Kaip tarpžvaigždinėje aplinkoje kuriamos neigiamai įkrautos molekulės? Tarpžvaigždiniai debesys yra naujų žvaigždžių gimtinė. Tačiau jie taip pat vaidina pagrindinį vaidmenį formuojant gyvenimą visatoje per...

Naujas algoritmas skrenda greičiau nei bepiločiai orlaiviai nei pasaulinės klasės žmonių rasės pilotai

Dronas, skrendantis per Dūmus, kad įsivaizduotų kompleksinius aerodinaminius efektus. Paskola Robotikos խումբ suvokimo grupė, Juricho universitetas Norėdami būti naudingi, bepiločiai orlaiviai turi būti...

Newsletter

Subscribe to stay updated.