Wetenschappers van de Australian National University (ANU) hebben, Voor de eerste keer, demonstreerde het maximale potentieel van ultradunne 2D-materialen om elektriciteit op te wekken met behulp van zonlicht.

2D-materialen kunnen ooit een revolutie teweegbrengen in technologie zoals zonnecellen, mobiele telefoons en sensoren.

Terwijl wetenschappers deze materialen al geruime tijd onderzoeken, hun potentieel voor toepassingen zoals zonnecellen en lichtdetectoren was moeilijk te kwantificeren.

Het onderzoeksteam, onder leiding van Dr. Hieu Nguyen, gebruikte een innovatieve benadering om de maximaal haalbare spanning te laten zien door lichtabsorptie voor de enkel-atoom-dunne materialen.

"Deze monolagen zijn honderdduizenden keren dunner dan een mensenhaar. Als ze op je autoruiten zouden zitten, mobiele telefoon scherm, of zelfs je horloge, je zou ze nauwelijks zien, ' zei Dr. Nguyen.

"Op een dag kan een autoruit of een scherm van een mobiele telefoon zonlicht oogsten om zichzelf van stroom te voorzien."

De ANU-onderzoekers gebruikten plakband en een spectroscopische microscoop om het maximale potentieel van de technologie te berekenen.

"We begonnen met een groot materiaal en gebruikten de tape om laag voor laag te 'exfoliëren', totdat er nog maar een enkele laag atomen over was, ', zegt promovendus Mike Tebyetekerwa.

"Dit geeft ons de meest ongerepte vorm van het materiaal, waardoor we het echte potentieel ervan echt kunnen begrijpen."

Het team bestudeerde vervolgens het licht dat door de verschillende materialen werd uitgestraald met behulp van een microscoop die was uitgerust met een gevoelige camera en detector.

"Zo kunnen we gewoon 'kijken' naar de materialen, en hun potentiële prestaties voorspellen op basis van de eigenschappen van het gedetecteerde licht, ' zei meneer Tebyetekerwa.

De resultaten tonen ultradunne, extreem lichtgewicht, transparante monolagen moeten geschikt zijn voor hoogspanningszonnecellen.

Volgens Dr. Nguyen, ze zouden een spanning van meer dan 1V kunnen leveren, net zo krachtig als gevestigde zonnetechnologieën.

"Dit is belangrijk omdat het wetenschappers een doel geeft om naar toe te werken in termen van elektrische output. We hebben onze berekeningen kruiselings gevalideerd met behulp van andere bulkhalfgeleidermaterialen, ' zei Dr. Nguyen.

"Het is opwindend dat iets dat bijna onzichtbaar is voor het blote oog, toch zonlicht kan absorberen en efficiënt kan omzetten in elektriciteit."