Енергійний сендвіч може забезпечити енергією сонячні батареї та освітлення нового покоління

Нова ера контролю над галогенідними перовскіти: шлях до досконаліших сонячних елементів

Вчені досягли нового рівня досконалості в контролюванні атомної структури галогенідних перовскіти, що відкриває незвідані горизонти для інновацій у виробництві сонячних елементів, світлодіодів і лазерів. Галогенідні перовскіти вважаються перспективною заміною кремнію через їх унікальні властивості — вони відмінно поглинають та випромінюють світло, перетворюючи більше спектра сонячної енергії, що в поєднанні з низькою вартістю, робить їх цікавими для застосування в альтернативній енергетиці.

Однак, нестабільність і обмежена довговічність цих матеріалів тривалий час заважали їх використанню поза лабораторними умовами. Ситуація змінилася завдяки команді дослідників з Кембриджського університету, які розробили метод вирощування ультратонких шарів перовскітних плівок. Цей процес дозволяє атомам розташовуватися ідеально, відкриваючи двері до створення більш потужних, стійких і ефективних пристроїв.

Новий підхід до виготовлення перовскітних пристроїв

Для досягнення такого рівня контролю дослідники використали паровий метод, який дозволяє формувати тривимірні і двовимірні матеріали шар за шаром. Таким чином, товщина плівок контролюється до частин атома, що значно підвищує їх точність та ефективність. Результати досліджень, опубліковані в престижному журналі Science, свідчать про можливість промислового виробництва перовскітних пристроїв з використанням процесів, схожих до виготовлення напівпровідників.

Новаторська конструкція “сендвічу” з напівпровідників забезпечує унікальні функції переміщення електронів і дірок (позитивно заряджених частинок) у бажаному напрямку. Це дозволяє оптимізувати поглинання та випромінювання світла, уникаючи втрат енергії.

Майбутні перспективи: від квантових технологій до лазерів

Дослідники з Кембриджа вірять, що їхні досягнення можуть привести до створення нових високотехнологічних пристроїв для альтернативної енергетики. Масштабовані та ефективні світлодіоди, лазери та детектори можуть знайти застосування в інноваційних світлотехнічних рішеннях, а також у розробці квантових технологій зв’язку нового покоління.

Цей новий рівень контролю над перовскіта відкриває перед людством широкі можливості для створення більш екологічних і технологічно досконалих енергетичних рішень. Переходячи до цієї нової ери у виробництві сонячних елементів та світлотехнологій, ми маємо змогу не тільки зменшити вуглецевий слід, але й забезпечити енергетичну незалежність для майбутніх поколінь.