Hucreyên rojê yên pir tenik?

Hucreyên rojê yên pir tenik?

Hucreyên tavê yên pir-tenik çêtir bûne: Pêkhateyên perovskite 2D xwedan materyalên guncan in ku hilberên mezin dijwar bikin.

Endezyarên li Zanîngeha Rice di sêwirana şaneyên tavê yên tenik ên pîvana atomê de ku ji perovskiteyên nîvconductor hatine çêkirin, pîvanên nû bi dest xistine, di heman demê de ku karîna xwe ya li hember jîngehê diparêzin.

Laboratuvara Aditya Mohite ya Zanîngeha Rice ya George R Brown Dibistana Endezyariyê dît ku tîrêja rojê cîhê di navbera tebeqeyên atomê de di perovskitek du-dimensî de kêm dike, têra wê yekê dike ku karbidestiya fotovoltaîkî ya materyalê bi qasî %18 zêde bike, ku ev yek pêşkeftinek pir caran e. . Di zeviyê de pêvekek fantastîk hate bidestxistin û bi sedî tê pîvandin.

Mohite got, "Di 10 salan de, karbidestiya perovskite ji% 3 ji% 25 zêde bûye." "Dê nîvconduktorên din bigihîjin 60 salan. Ji ber vê yekê em pir bi heyecan in."

Perovskite hevedudanîyek bi tîrêjek kubîk e û berhevkarek ronahiyê ye. Potansiyela wan gelek sal e ku tê zanîn, lê pirsgirêkek wan heye: Ew dikarin tîrêja rojê veguherînin enerjiyê, lê tîrêja rojê û şilbûna wan dikare xirab bike.

"Tê payîn ku teknolojiya hucreya rojê 20 û 25 salan bidome," got Mohite, profesorê endezyariya kîmyewî û biomolekuler û zanistiya materyal û endezyariya nano. "Em bi gelek salan dixebitin û berdewam dikin ku perovskitên mezin ên ku pir bi bandor in lê ne pir bi îstîqrar in bikar tînin. Berevajî vê, perovskitên du-dimensî xwedan îstîqrara hêja ne, lê bi qasî ku li ser banî werin danîn ne bikêrhatî ne.

"Pirsgirêka herî mezin ew e ku meriv wan bikêrhatî bike bêyî ku îstîqrarê tawîz bide."
Endezyarên Rice û hevkarên wan ên ji Zanîngeha Purdue û Zanîngeha Northwestern, Los Alamos, Argonne û Brookhaven ên Laboratoriya Neteweyî ya Wezareta Enerjiyê ya Dewletên Yekbûyî, û Enstîtuya Elektronîk û Teknolojiya Dîjîtal (INSA) li Rennes, Fransa, û hevkarên wan dîtin ku di hin perovskitên du-alî, tîrêja rojê bi bandor cîhê di navbera atoman de kêm dike, şiyana wan a hilgirtina elektrîkê zêde dike.

"Me dît ku dema ku hûn materyalê dişewitînin, hûn wê wekî spongek diqelişînin û qatan li hev kom dikin da ku veguheztina barkirinê di wî alî de zêde bikin," Mocht got. Lekolînwanan dît ku danîna qatek kationên organîk di navbera îodîdê li jor û lîpa li jêr de dikare têkiliya di navbera qatan de zêde bike.

Mocht got: "Ev xebat ji bo lêkolîna halên heyecan û qivasipartîkan, ku qateke bara erênî li ser ya din e, û barê neyînî li ser yekî din e, girîngiyek mezin e û ew dikarin bi hev re biaxivin." "Ji van re eksîton tê gotin, û dibe ku xwediyê taybetmendiyên bêhempa bin.

"Ev bandor rê dide me ku em van danûstendinên bingehîn ên ronahiyê-maddeyê fam bikin û rast bikin bêyî afirandina heterostrukturên tevlihev ên wekî dîkalkojenîdên metal ên veguhêz ên 2D yên lihevkirî," wî got.

Hevalên li Fransayê ceribandina bi modela komputerê piştrast kirin. Jacky Even, Profesorê Fîzîkê li INSA, got: "Ev lêkolîn fersendek bêhempa peyda dike ku teknolojiya simulasyona ab-destpêkê ya herî pêşkeftî, lêkolîna materyalê bi karanîna tesîsên senkrotroron ên neteweyî yên mezin, û taybetmendiya li cîhê hucreyên rojê yên di xebitandinê de pêk bîne. Bihevre bikin. ." "Ev kaxez ji bo cara yekem diyar dike ku çawa diyardeya şuştinê ji nişkê ve herika barkirinê di materyalê perovskite de berdide."

Her du encam destnîşan dikin ku piştî 10 hûrdeman girtina simulatora rojê ya bi tundî ya rojê, perovskite du-alî bi dirêjahiya xwe %0.4 û ji serî ber bi jêr jî bi qasî 1% piçûk dibe. Wan îsbat kir ku bandor dikare di nav 1 hûrdeman de di bin pênc tîrêjên rojê de were dîtin.

Li Wenbin, xwendekarek mezûnî li Rice û nivîskarê hevserok, got: "Ew pir xuya nake, lê kêmbûna 1% ya cîhê tîrêjê dê bibe sedema zêdebûnek berbiçav di herikîna elektronê de." "Lêkolîna me nîşan dide ku rêgirtina elektronîkî ya materyalê sê qat zêde bûye."

Di heman demê de, xwezaya tora krîstal materyalê li hember hilweşandinê berxwedêr dike, tewra dema ku heya 80 pileya Celsius (176 pileya Fahrenheit) were germ kirin. Lekolînwanan her weha dît ku gava ku ronî werin vemirandin, tîrêj zû zû vedigere veavakirina xweya standard.

Xwendekarê mezûn û hevserokê nivîskar Siraj Sidhik got, "Yek ji balkêşiyên sereke yên perovskiteyên 2D ev e ku ew bi gelemperî xwedan atomên organîk in ku wekî astengên nemiyê tevdigerin, ji hêla germî ve domdar in, û pirsgirêkên koçberiya îyonan çareser dikin." "Perovskitên 3D mêldarê bêîstiqrariya germî û ronahiyê ne, ji ber vê yekê lêkolîneran dest bi danîna qatên 2D li ser perovskitên mezin kirin da ku bibînin ka ew dikarin herî zêde ji herduyan jî sûd werbigirin.

"Em difikirin, bila em tenê veguherînin 2D û wê bikêr bikin," wî got.

Ji bo dîtina piçûkbûna materyalê, tîmê du dezgehên bikarhêner ên Ofîsa Zanistî ya Wezareta Enerjiyê ya Dewletên Yekbûyî (DOE) bikar anîn: Çavkaniya Ronahiyê ya Neteweyî ya Synchrotron II ya Laboratoriya Neteweyî ya Brookhaven ya Wezareta Enerjiyê ya Dewletên Yekbûyî û Laboratoriya Dewleta Pêşkeftî ya Laboratoriya Neteweyî ya Argonne ya Wezareta Enerjiyê ya Dewletên Yekbûyî. Laboratoriya Çavkaniya Fotonê (APS).

Fîzîknasê Argonne Joe Strzalka, hev-nivîskarê rojnameyê, tîrêjên X-ya ultra-ronk a APS-ê bikar tîne da ku di wextê rast de guhertinên piçûk ên strukturî yên materyalan bigire. Amûra hesas a li 8-ID-E ya tîrêjê APS destûrê dide lêkolînên "xebatî", ku tê vê wateyê lêkolînên ku têne kirin dema ku amûr di bin şert û mercên xebitandina normal de di bin guheztinên kontrolkirî yên germahiyê an jîngehê de derbas dibe. Di vê rewşê de, Strzalka û hevkarên wî maddeya hestiyar a di şaneya rojê de li ber tîrêja rojê ya simulasyonal derxistine di heman demê de ku germahiyê sabît dihêlin û lihevkirinên piçûk di asta atomê de dîtin.

Wekî ceribandinek kontrolê, Strzalka û hev-nivîskarên wî jûreyek tarî hiştin, germahî zêde kirin, û bandora berevajî-berfirehbûna materyalê dît. Ev pêşniyar dike ku ronahiyê bixwe, ne germiya ku ew çêdike, bûye sedema veguherînê.

Strzalka got, "Ji bo guhertinên weha, girîng e ku lêkolîna operasyonê were kirin." "Mîna ku mekanîkê we dixwaze motora we bixebitîne da ku bibîne ka çi tê de diqewime, em bi rastî dixwazin vîdyoyek vê veguheztinê, ne wêneyek yekta bikişîne. Saziyên wekî APS rê didin me ku em vê bikin."

Strzalka destnîşan kir ku APS ji nûvekirinek girîng derbas dibe da ku ronahiya tîrêjên xwe 500 carî zêde bike. Wî got ku dema ku ew biqede, tîrêjên ronîtir û dedektorên zûtir û tûjtir dê şiyana zanyaran zêde bikin ku van guhertinan bi hesasiyeteke mezintir bibînin.

Ev dikare alîkariya tîmê Rice bike ku materyalê ji bo performansa çêtir rast bike. "Em kateyon û navberan sêwiran dikin da ku bigihîjin karîgeriyên ji% 20 zêdetir," Sidhik got. "Ev ê di qada perovskite de her tiştî biguhere ji ber ku wê hingê mirov dê dest bi karanîna perovskite 2D ji bo perovskite/silicon 2D û rêzikên perovskite 2D/3D bikar bînin, ku dikare karîgeriyê nêzî 30% bike. Ev dê bike ku bazirganiya wê balkêş be."