Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách làm cho perulfites halide đủ ổn định bằng cách ức chế chuyển động ion khiến chúng nhanh chóng xuống cấp, mở khóa việc sử dụng chúng cho các tấm pin mặt trời cũng như các thiết bị điện tử.
Các vật liệu mềm và dẻo được gọi là halide perulfit có thể làm cho pin mặt trời hiệu quả hơn với chi phí thấp hơn đáng kể, nhưng chúng quá không ổn định để sử dụng.
Một nhóm nghiên cứu do Đại học Purdue đứng đầu đã tìm ra cách làm cho perulfites halide đủ ổn định bằng cách ức chế chuyển động ion khiến chúng nhanh chóng xuống cấp, mở khóa việc sử dụng chúng cho các tấm pin mặt trời cũng như các thiết bị điện tử.
Phát hiện này cũng có nghĩa là perulfites halide có thể xếp chồng lên nhau để tạo thành các cấu trúc dị thể cho phép một thiết bị thực hiện nhiều chức năng hơn.
Kết quả được công bố trên tạp chí Nature vào thứ Tư (29 tháng Tư). Các trường đại học hợp tác khác bao gồm Đại học Công nghệ Thượng Hải, Viện Công nghệ Massachusetts, Đại học California, Berkeley và Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.
Các nhà nghiên cứu đã thấy rằng pin mặt trời được tạo ra từ perovskites trong phòng thí nghiệm thực hiện giống như pin mặt trời trên thị trường làm từ silicon. Perovskites có tiềm năng thậm chí còn hiệu quả hơn silicon vì ít lãng phí năng lượng khi chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng.
Và bởi vì perovskites có thể được xử lý từ dung dịch thành một màng mỏng giống như mực in trên giấy, chúng có thể được sản xuất với giá rẻ hơn với số lượng cao hơn so với silicon.
Letian Dou, một giáo sư trợ lý của Purdue về kỹ thuật hóa học chia sẻ: “Đã có 60 năm nỗ lực phối hợp để tạo ra các thiết bị silicon tốt. Có thể chỉ có 10 năm nỗ lực phối hợp trên perovskites và chúng đã hoạt động tốt như silicon, nhưng chúng không tồn tại”.
Một perovskite được tạo thành từ các thành phần mà một kỹ sư có thể thay thế riêng lẻ ở quy mô nanomet để điều chỉnh các thuộc tính của vật liệu. Bao gồm nhiều perovskites trong một pin mặt trời hoặc mạch tích hợp sẽ cho phép thiết bị thực hiện các chức năng khác nhau nhưng perovskites quá không ổn định để xếp chồng lên nhau.
Nhóm của Dou đã phát hiện ra rằng chỉ cần thêm một phân tử cồng kềnh cứng nhắc, gọi là bithiophenylethylammonium, lên bề mặt của một perovskite giúp ổn định sự di chuyển của các ion, ngăn chặn các liên kết hóa học dễ dàng phá vỡ. Các nhà nghiên cứu cũng chứng minh rằng việc thêm phân tử này làm cho một perovskite đủ ổn định để hình thành các mối nối nguyên tử sạch với các perulfit khác, cho phép chúng xếp chồng và tích hợp.
Brett Savoie (SAHV-oy), giáo sư trợ lý kỹ thuật hóa học của Purdue, người đã tiến hành mô phỏng giải thích những gì các thí nghiệm tiết lộ ở cấp độ hóa học cho biết:
“Trong trường hợp này, bạn thực sự có thể có được A và B tốt nhất trong một tài liệu duy nhất. Điều đó hoàn toàn chưa từng nghe thấy.”
Phân tử cồng kềnh cho phép một perovskite ổn định ngay cả khi được làm nóng đến 100 độ C. Pin mặt trời và các thiết bị điện tử đòi hỏi nhiệt độ cao từ 50-80 độ C để hoạt động.
Các nhà nghiên cứu cho biết những phát hiện này cũng có nghĩa là có thể kết hợp perovskites vào chip máy tính. Công tắc nhỏ trong chip máy tính được gọi là bóng bán dẫn, dựa vào các mối nối nhỏ để kiểm soát dòng điện. Một mô hình của perovskites có thể cho phép chip thực hiện nhiều chức năng hơn chỉ với một vật liệu.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Purdue . Bản gốc được viết bởi Kayla Wiles. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :