Yllätyksellinen perovskiitti

Perovskiitit ovat optisesti aktiivisia, puolijohtavia yhdisteitä, joiden tiedetään osoittavan kiehtova sähköisiä, valoa lähettäviä ja kemiallisia ominaisuuksia. Viime vuosina, lyijyhalidiset perovskiitit ovat tulleet yhdeksi lupaavimmista puolijohteiksi aurinkokennoille koska ne ovat edullisia ja niillä on helppo prosessoitavuus sekä suuri konversiotehokkuus.

US Department of Energy Ames Laboratoryssä tehty tutkimus on nyt keskittynyt orgaanolyijy sekahalogenidisiin perovskiiteihin. Ne ovat kiinnostavampia kuin yhden halidin perovskiitit monista eri syistä.

Ne näyttävät hyötyvän paremmasta lämpö- ja kosteusvakaudesta, mikä tekee niistä hitaammin hajoavia kuin yhden halidin perovskiitit. Lisäksi ne voidaan hienosäätää absorboimaan auringonvaloa tietyillä aallonpituuksilla, mikä tekee niistä hyödyllisiä tandem aurinkokennoissa ja valodiodeissa (LED).

Tutkijoiden mukaan yksi ilmeinen seuraus työstä on, että ymmärrys näiden puolijohteiden hämmästyttävistä optoelektroniikan ominaisuuksia oli epätäydellinen. "Olemme tekemisissä yhdisteen kanssa, joka ei ole luonnostaan niin yksinkertaista kuin ihmiset ajattelivat."

University of Wisconsin-Madisonin tutkijat ovat puolestaan havainneet, että perovskiitti voisi parantaa tyhjiöelektroniikan tehoa.

Nykyaikaiset mikroaaltouunit ja röntgenlaitteet saavat tehonsa voimakkaista, kohdennetuista elektronien säteistä, mutta monet materiaalit näissä laitteissa ovat pysyneet pääosin ennallaan vuosikymmeniä.

Wisconsin-Madison tunnistama perovskiitti voisi lisätä elektronisäteen lähtötehoa ja mahdollistaa pitkän kantaman viestintää tai kaukokartoitusta, vain osalla nykyisistä energiakustannuksista.

Koska elektronit liikkuvat suljetussa tyhjiössä lähes ilman vastusta, tyhjiöelektroniset laitteet ovat huomattavan tehokkaita mutta niiden ongelmana ovat elektronien lähteinä toimivat heikot katodit.

Tietynlaisella laskennallisella tekniikalla tutkijat nyt ovat tunnistaneet tietyn perovskiitin materiaaliksi, joka paperilla osoittaa ensimmäisiä lupaavia mahdollisuuksia olla parempi kuin nykyiset katodit.

Aiheesta aiemmin:

Perovskiitti kiinnostaa