Новый захватывающий материал, называемый органо-неорганическими галогенидными перовскитами, однажды может помочь США реализовать свои солнечные амбиции и отказаться от углерода в своей энергосистеме. Перовскитные солнечные материалы в тысячу раз тоньше кремния, их можно настроить так, чтобы они реагировали на разные цвета солнечного спектра, просто изменив их состав. Об этом пишет портал Phys.org.
Обычно изготовленные из органических молекул, таких как метиламмоний, и неорганических галогенидов металлов, таких как иодид свинца, гибридные перовскитные солнечные материалы имеют высокую устойчивость к дефектам в их молекулярной структуре и поглощают видимый свет более эффективно, чем кремний, стандарт солнечной промышленности.
В целом, эти качества делают перовскиты незаменимыми не только в фотовольтаике (технологиях, преобразующих свет в электричество), но и в других типах электронных устройств, которые реагируют на свет или управляют им, включая светодиоды, детекторы и лазеры.
Недавнее исследование Nature Communications дает понять, что производству солнечных материалов может помочь новый сложный инструмент, который использует два типа света — невидимый рентгеновский и видимый лазерный — для исследования кристаллической структуры перовскитного материала.
«Когда люди делают солнечные тонкие пленки, у них обычно есть специальная лаборатория синтеза, и им нужно пойти в другую лабораторию, чтобы обработать их. С нашей разработкой вы можете полностью синтезировать и обрабатывать материал в одно и то же время в одном и том же месте», — заявили ученые.
Для этой работы автор исследования собрал международную команду ведущих ученых и инженеров для оснащения конечной станции рентгеновского луча лазером в Advanced Light Source (ALS) лаборатории Беркли.
Сильно интенсивный рентгеновский свет нового прибора позволяет исследователям изучать кристаллическую структуру перовскитного материала и раскрывать подробности о быстрых химических процессах. Например, его можно использовать для характеристики того, что происходит в секунду до и после того, как капля затвердевающего агента превращает жидкий раствор в твердую тонкую пленку.
В то же время его лазер можно использовать для создания электронов и дырок (носителей электрического заряда) в тонкой пленке перовскита, что позволяет ученым наблюдать реакцию материала на свет, будь то готовый продукт или сырье, используемое на промежуточных стадиях обработки.
Эта комбинация одновременных измерений может стать частью автоматизированного рабочего процесса для мониторинга производства перовскитов и других функциональных материалов в режиме реального времени для контроля процесса и качества.
