Auf die eine oder andere Weise spielen Forscher immer mit Licht herum. Von Physikern, die es versuchen drehen in Materie für Wissenschaftler speichern als Ton dies Elektromagnetische Strahlung hat viele Eigenschaften, die auf kreative und sehr nützliche Weise genutzt werden können.
Neue Arbeiten der Universität Amsterdam UA und der Universität Osaka OU haben gerade eine entscheidende Entdeckung im Zusammenhang mit Perowskitkristallen ergeben, die möglicherweise nur der Schlüssel zur effizienten Umwandlung von Licht in Elektrizität ist. Die Forschung unter der Leitung von Prof. TomGregorkiewicz UA, OU und Prof. Yasufumi Fujiwara OU haben herausgefunden, dass die Kristalle starke Trägermultiplikationseigenschaften aufweisen, eine bisher unbekannte Tatsache.
Trägermultiplikationseigenschaften
Perowskite, 1839 vom deutschen Mineralogisten Gustav Rose entdeckt und nach dem russischen Mineralogisten Graf Lev Alekseevich Perovski benannt, sind Mineralien mit der gleichen Kristallstruktur wie Calciumtitanoxid CaTiO3. Diese Struktur wird als Perowskitstruktur bezeichnet.
Die Materialien haben Anwendungen Ist bekannt, dass Perowskit-Solarzellen herkömmlichen Silizium-Solarzellen vorzuziehen sind, da sie mit viel einfacheren und billigeren Techniken hergestellt werden können. I Außerdem hat sich der Wirkungsgrad von Solarzellen bei Geräten mit Perowskiten in den letzten Jahren erheblich erhöht 3,8% im Jahr 2009 zu 22,7% Ende 2017 in Single-Junction-Architekturen.
Mit dem Potenzial, einen sehr hohen Wirkungsgrad bei niedrigen Produktionskosten zu bieten, gelten diese Perowskit-Zellen als die bislang am schnellsten fortschreitende Solartechnologie. Ihre wünschenswerte elektronische Eigenschaften haben gezeigt, dass sie auch beim Bau von LEDs, Fernsehbildschirmen und sogar Lasern nützlich sind.
Das Shockley-Queisser-Limit
Obwohl die Forscher im letzten Jahr ausgiebig von Physikern untersucht wurden, mussten sie diese beeindruckende Fähigkeit zur Trägermultiplikation erst noch entdecken. Shockley-Queisser-Limit erneut besucht.
Dies Grenze, auch als detaillierte Ausgleichsgrenze bekannt, bezieht sich auf den maximalen theoretischen Wirkungsgrad einer Solarzelle dh ihre Fähigkeit, Licht in elektrischen Strom umzuwandeln. In gewöhnlichen Solarzellen liegt sie höchstens ein wenig von 30% .
Bei Materialien, die den Trägermultiplikationseffekt aufweisen, wurde diese Grenze jedoch bereits überschritten, mit Wirkungsgraden von bis zu 44% erreicht. Nun stellt sich die Frage, was Perowskiten erreichen könnten.
Bisher haben Spektroskopiestudien der Forscher an Perowskit-Nanokristallen aus Cäsium, Blei und Jod gezeigt, dass die "Effizienz dieses Effekts höher ist als bisher für andere Materialien angegeben". Diese Studien wurden weiter von unterstütztMaterialwissenschaftler Chris de Weerd und Leyre Gomez von Optoelectronic Materials sowie Mitarbeiter des Nationalen AIST-Instituts in Tsukuba und der Technischen Universität Delft.
De Weerd, die ihre Doktorarbeit über diese und andere Forschungen erfolgreich verteidigte, glaubt, dass die Entdeckung den Kristallen neue Türen öffnen wird. "Bisher wurde für Perowskite keine Trägermultiplikation berichtet", sagte De Weerd in einemAussage.
"Dass wir jetzt festgestellt haben, dass es einen großen grundlegenden Einfluss auf dieses kommende Material hat. Dies zeigt zum Beispiel, dass Perowskite verwendet werden können, um sehr effiziente Fotodetektoren und in Zukunft möglicherweise Solarzellen zu konstruieren", fügte sie hinzu.
Die Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation .
Via : Universität Osaka