science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Nieuwe analyse van 2D-perovskieten zou de toekomst van zonnecellen en LED's kunnen bepalen

Tweedimensionale (2D) Ruddlesden-Popper perovskieten (RPP's) van de vorm PEA2Pb1-xSnxI4 kunnen worden gebruikt als de afstembare actieve laag in fotovoltaïsche, als de passiverende laag voor 3D-perovskiet-fotovoltaïsche cellen of in lichtemitterende diodes. Hier, we laten een niet-lineair bandgapgedrag zien met Sn-gehalte in 2D RPP's met gemengde fase. Berekeningen van de dichtheidsfunctionaaltheorie (met en zonder spin-orbit-koppeling) worden gebruikt om de effecten van de korteafstandsordening van Pb en Sn in PEA2Pb1-xSnxI4-composities met x =0 te bestuderen, 0,25, 0,5, 0,75, en 1. Analyse van de partiële dichtheid van toestanden toont aan dat de energiemismatch van de Pb 6s- en Sn 5s-toestanden in het maximale valentieband de niet-lineariteit van de bandafstand bepaalt, wat leidt tot een buigingsparameter van 0,35-0,38 eV. Dit onderzoek biedt een kritisch inzicht voor het ontwerp van toekomstige 2D-perovskietmaterialen van metaallegeringen. De posities van de afstembare energiebanddiscontinuïteit kunnen wijzen op intrabandovergangen die van belang zijn voor apparaatingenieurs. Credit: The Journal of Physical Chemistry Letters (2021). DOI:10.1021/acs.jpclett.0c03699

Een innovatieve analyse van tweedimensionale (2D) materialen van ingenieurs van de Universiteit van Surrey zou de ontwikkeling van de volgende generatie zonnecellen en LED's kunnen stimuleren.

Driedimensionale perovskieten hebben zich de afgelopen tien jaar als opmerkelijk succesvolle materialen voor LED-apparaten en zonnepanelen bewezen. Een belangrijk probleem met deze materialen, echter, is hun stabiliteit, waarbij de prestaties van het apparaat sneller afnemen dan andere geavanceerde materialen. De technische gemeenschap gelooft dat de 2D-variant van perovskieten antwoorden kan bieden op deze prestatieproblemen.

In een studie gepubliceerd in de Journal of Physical Chemistry Letters , onderzoekers van Surrey's Advanced Technology Institute (ATI) beschrijven hoe de fysieke eigenschappen van 2D-perovskiet genaamd Ruddlesden-Popper kunnen worden verbeterd.

De studie analyseerde de effecten van het combineren van lood met tin in de Ruddlesden-Popper-structuur om de hoeveelheid giftige lood te verminderen. Dit maakt het ook mogelijk om belangrijke eigenschappen af ​​te stemmen, zoals de golflengten van het licht dat het materiaal kan absorberen of uitstralen op apparaatniveau, waardoor de prestaties van fotovoltaïsche en lichtgevende diodes worden verbeterd.

Cameron Underwood, hoofdauteur van het onderzoek en postdoctoraal onderzoeker aan het ATI, zei:

"Er is terecht veel opwinding over het potentieel van 2D-perovskieten, omdat ze een duurzaamheidsrevolutie in veel industrieën zouden kunnen inspireren. We geloven dat onze analyse van het verbeteren van de prestaties van perovskiet een rol kan spelen bij het verbeteren van de stabiliteit van goedkope zonne-energie en LED's."

Professor Ravi Silva, corresponderend auteur van het onderzoek en directeur van de ATI, zei:

"Terwijl we afstappen van fossiele energiebronnen naar duurzamere alternatieven, we beginnen innovatieve en baanbrekende toepassingen van materialen zoals perovskieten te zien. Het Advanced Technology Institute streeft ernaar een sterke stem te zijn bij het vormgeven van een groenere en duurzamere toekomst in de elektronica - en onze nieuwe analyse maakt deel uit van deze voortdurende discussie."


Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. In het wild als ecologisch uitgestorven beschouwd, Birmese sterschildpadpopulatie is gegroeid tot meer dan 14, 000 personen
  2. Benchmarking computationele methoden voor metanomen
  3. Nieuw machine learning-systeem kan automatisch vormen van rode bloedcellen identificeren
  4. Parasitaire ooginfectie vormt een aanzienlijke bedreiging voor Britse honden, waarschuw experts
  5. De locatie van Cilia en Flagella
  6. Continentale controles nodig om de strijd tegen boomziekten te handhaven
  7. Zooplankton Vs. fytoplankton
  8. Welke organel moet aanwezig zijn in grote aantallen in spiercellen?
  9. Welke invloed heeft CO2 op het openen van huidmondjes?

Wetenschap