Енергетичний сендвіч може живити сонячні панелі та освітлення наступного покоління

Нова ера в альтернативній енергетиці: перовскітові плівки змінять майбутнє технологій

Вже кілька років науковці досліджують можливості використання перовскітів у створенні ефективних та доступних напівпровідників. Не так давно дослідники досягли значних успіхів у контролі над атомною структурою цих матеріалів, що відкриває нові горизонти для альтернативної енергетики.

Галогеноперовскити, як їх називають у наукових колах, є перспективними матеріалами завдяки своїй унікальній здатності поглинати та випромінювати світло. У поєднанні з дешевизною виробництва та можливістю налаштування для більш ефективної конверсії сонячного спектру в енергію, вони можуть стати чудовою альтернативою традиційному кремнію. Ви тільтки уявіть собі можливості застосування цих матеріалів у сонячних електричних елементах, світлодіодах та навіть квантових технологіях!

Однак, нестабільність та короткий термін служби таких матеріалів досі стримували їх використання в промислових масштабах. Все змінилося завдяки інноваційному дослідженню команди з університету Кембриджу. Вони розробили метод вирощування ультратонких шарів перовскітових плівок з ідеально зв’язаними атомами, що впливає на їх стабільність.

Використовуючи метод на основі пари, дослідники вирощували тривимірні та двовимірні перовскіти шар за шаром. Це дозволило контролювати товщину плівок до часток атома, що є безпрецедентною досягненням у цій галузі. Завдяки цьому вдалося також контролювати з’єднання між шарами, визначаючи, чи залишаються електрони та дірки разом, або розділяються, що визначає, наскільки ефективно матеріал випромінює світло.

Команда виявила, що може налаштовувати енергетичну різницю між шарами більше ніж на півелектронного вольта, що дозволяє продовжувати життя електронів і дірок до понад 10 мікросекунд. Це настільки збільшує ефективність, що такі показники роблять перовскітові плівки придатними для масштабованого виробництва високоефективних пристроїв.

Цей прорив не лише прокладає шлях до нових можливостей у виготовленні сонячних елементів, світлодіодів та інших напівпровідникових пристроїв, але й радикально змінює підхід до виробництва такої електроніки. Дослідники вважають, що можливість контролювати композицію та характеристики перовскітів на бажання – це велике досягнення, яке може перевернути уявлення про сучасні технології.