Çığır açan sentez yöntemi güneş pili stabilitesini artırır
Halojenür perovskitler gibi ışık toplayan malzemeler nedeniyle son yıllarda güneş pili verimliliği arttı, ancak bunları güvenilir bir şekilde güvenilir bir şekilde üretme yeteneği bir zorluk olmaya devam ediyor.
Şimdi, bir ABD Ulusal Bilim Vakfıtarafından geliştirilen destekli süreç Pirinç Üniversitesi kimya ve biyomoleküler mühendis Aditya Mohite ve Northwestern Üniversitesi, Pensilvanya Üniversitesi ve Rennes Üniversitesi’ndeki işbirlikçileri, kristalleşme sürecinin sıcaklığını ve süresini kontrol ederek ideal kalınlık ve saflıkta 2 boyutlu perovskit bazlı yarı iletken katmanlar elde etti.
Araştırma araçları NSF’ler aracılığıyla desteklendi Yumuşak ve Hibrit Nanoteknoloji Deneysel KaynağıUlusal Nanoteknoloji Koordineli Altyapının bir parçası.
Kinetik olarak kontrol edilen alan sınırlaması olarak bilinen yeni süreç, optoelektronik ve fotovoltaik gibi halojenür perovskit bazlı gelişen teknolojilerin stabilitesini artırmaya ve maliyetini azaltmaya yardımcı olabilir.
Rice’dan Jin Hou, süreçle ilgili olarak yayınlanan bir makalenin baş yazarı, “Katman kalınlıkları (veya ‘n değeri’ olarak da bilinen kuantum kuyusu kalınlığı) ikiden büyük olan 2D perovskit kristalleri üretmek büyük bir darboğazdır” dedi. Doğa Sentezi.
Atomlar veya moleküller kristallere dönüştükçe kendilerini oldukça organize, düzenli kafesler halinde düzenlerler. Örneğin buzun 18 olası atomik düzeni veya fazı vardır. Buzdaki hidrojen ve oksijen atomları gibi halojenür perovskitleri oluşturan parçacıklar da çoklu kafes düzenlemeleri oluşturabilir.
Malzeme özellikleri faza bağlı olduğundan, bilim adamları baştan sona yalnızca tek bir faz sergileyen 2D halojenür perovskit katmanlarını sentezlemeyi amaçlamaktadır. Hou, “2D perovskit sentezinin geleneksel yöntemlerinde, temel olarak sıcaklık ve zaman arasındaki dinamik etkileşim olan kristalleşme kinetiği üzerinde kontrol eksikliği nedeniyle karışık fazlı kristaller elde edersiniz” dedi. “Kristalleşmeyi yavaşlatmanın ve faz saf sentezi için en uygun noktaya ulaşmak üzere her kinetik parametreyi kademeli olarak ayarlamanın bir yolunu tasarladık.”
Araştırmacılar ayrıca karakterizasyon, optik spektroskopi ve makine öğrenimi yoluyla sürecin bir haritasını veya faz diyagramını oluşturdular. Hou, “Bu çalışma, daha yüksek kuantum kuyusu 2D perovskit sentezinin sınırlarını zorlayarak onları çeşitli uygulamalar için uygulanabilir ve istikrarlı bir seçenek haline getiriyor” dedi.