Hatékonyabb lehetőség került elő a napenergia felhasználáshoz

A Lev Perovski orosz ásványkutatóról elnevezett anyagok olyan szervetlen molekulák, melyek kristályrácsos szerkezettel rendelkeznek az átlapolt szerves molekulák mellett. Eddig úgy vélték, hogy ezek a szerves molekulák csak strukturális funkciót töltenek be, és közvetlenül nem járulnak hozzá a perovszkitok elektronikus teljesítményéhez.

Egy új tanulmány szerint, a szerves molekulák megfelelő megtervezésével nemcsak fenntartani tudják a kristályrács szerkezetét, hanem javítják az anyagok elektromos tulajdonságait is. Ez a felfedezés új lehetőségeket adhat a strukturális átszervezés területén, hozzájárulva a magasabb minőségű napelemek és LED panelek létrehozásához. A kutatást részletező tanulmány a közelmúltban jelent meg a Scienceben.

„Ez olyan, mintha a rég ismert kutyusunkkal találkoznánk, aki új trükköket" – mondta Yang Yang, az UCLA Samueli School of Engineering vezető kutatója. Hozzátette: „Az anyagtudományban egészen az anyag atomi felépítéséig vizsgálódunk a hatékony teljesítmény érdekében. Posztdoktoraink és végzős hallgatóink semmit sem vesznek természetesnek ezért mélyebbre ástak, hogy új utat találjanak."

A jobban teljesítő perovszkit anyag előállítása érdekében a kutatók beépítettek egy mesterségesen tervezett szerves molekulát, egy pirén tartalmú szerves ammóniumot. Külső oldalán a pozitív töltésű ammónium molekula kapcsolódott a pirén molekuláihoz. Ez a molekuláris felépítés további elektronikus hangolhatóságot nyújtott a perovszkitok számára.

„A perovszkiták egyedülálló tulajdonsága, a polimerek könnyű és olcsó feldolgozhatósága" – mondta a tanulmány társszerzője, Rui Wang, az UCLA anyagtudományi és mérnöki professzora. Kiemelte: „Ez az újonnan továbbfejlesztett perovszkit anyag most már jobb és hatékonyabb tervezési koncepciókat kínál a piacnak”.

A perovszkiták hozzáadott hatékonyságának bemutatása érdekében a csapat egy fotovoltaikus (napelemes) cella prototípust készített az anyagokból, majd 2000 órán keresztül folyamatos fényben tesztelték.

A cikk szerzője: Bodó Anita