Mianem perowskitów określa się klasę materiałów o podobnej strukturze, wykazującą niezwykłe właściwości, takie jak nadprzewodnictwo i magnetooporność. Perowskity uważa się za przyszłość ogniw słonecznych i przewiduje się, że będą one odgrywać ważną rolę w akumulatorach pojazdów elektrycznych nowej generacji, czujnikach i laserach.
Nowo opracowane rodzaje perowskitów mogą zapoczątkować kolejną rewolucję energetyczną.
Niezwykłe perowskity
Naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory opracowali nowy typ materiałów o skomplikowanej nazwie organiczno-nieorganicznych perowskitach halogenkowych. Powstają z organicznych cząsteczek (jak metyloamon) i nieorganicznych halogenków metali (np. jodek ołowiu), wykazując wysoką tolerancję na defekty w strukturze molekularnej. Co więcej, absorbują światło widzialne efektywniej niż krzem.
Chociaż perowskity oferują ogromny potencjał dla znacznego zwiększenia energii słonecznej, nie zostały jeszcze skomercjalizowane, ponieważ ich niezawodna synteza i długoterminowa stabilność od dawna stanowi wyzwanie dla naukowców. Teraz, droga do doskonałych perowskitów może być w zasięgu ręki.Carolin Sutter-Fella, specjalista nanonauk z Lawrence Berkeley National Laboratory
W Nature Communications opisano nowy instrument, który wykorzystuje dwa rodzaje światła – niewidzialne światło rentgenowskie i widzialne światło laserowe – do badania struktury krystalicznej i właściwości optycznych perowskitów podczas ich syntezy.
Kiedy ludzie produkują cienkie warstwy ogniw słonecznych, zazwyczaj mają specjalne laboratorium i muszą udać się do innego laboratorium, aby je scharakteryzować. Dzięki naszemu instrumentowi, można w pełni zsyntetyzować i scharakteryzować materiał w tym samym czasie, w tym samym miejscu.Carolin Sutter-Fella
Jak to działa?
Intensywne światło rentgenowskie nowego instrumentu pozwala na badanie struktury krystalicznej perowskitów i ujawnienie szczegółów zachodzących z ich udziałem procesów chemicznych. Z kolei laser może być wykorzystywany do tworzenia elektronów i dziur (nośników ładunku elektrycznego) w cienkiej warstwie perowskitu, co pozwala naukowcom obserwować reakcję materiału na światło, zarówno w postaci gotowego produktu, jak i na pośrednich etapach syntezy.
Instrument pozwoli naukowcom udokumentować, jak małe rzeczy, które zwykle uważane są za oczywiste, mogą mieć duży wpływ na jakość i wydajność materiałów. Aby stworzyć powtarzalne i wydajne ogniwa słoneczne przy niskich kosztach, wszystko ma znaczenie.Carolin Sutter-Fella
W 2017 r. Carolin Sutter-Fella otrzymała nagrodę Berkeley Lab Early Career Laboratory Directed Research and Development (LDRD).
