Բացահայտվել է արևային մարտկոցներում պերովսկիտների արդյունավետության գաղտնիքը

Ֆիզիկոսները բացատրել են պերովսկիտների բացառիկ արդյունավետությունը արևային էներգիան էլեկտրաէներգիայի փոխակերպելու գործում: Նրանք հասկացել են մի մեխանիզմ, որը երկար ժամանակ շփոթեցրել էր հետազոտողներին: Այս արդյունքները կարող են արագացնել հաջորդ սերնդի պերովսկիտային արևային մարտկոցների անցումը լաբորատորիայից արդյունաբերական արտադրության, գրում է science.mail.ru–ն:

Արևային մարտկոցի տեսակներից մեկը պերովսկիտային մարտկոցն է: Նրանք ստացել են իրենց անունը, քանի որ աշխատանքային նյութերը մետաղական հալոգենիդներ են՝ պերովսկիտային տիպի կառուցվածքով: Արևային մարտկոցների արտադրության համար ամենախոստումնալից նյութերից մեկը հալոգենիդային պերովսկիտներն են՝ բյուրեղային միացություններ, որոնք ցուցաբերում են բարձր լույսի թափանցելիություն և էլեկտրահաղորդականություն: Չնայած խառնուրդների և թերությունների մեծ թվին, նման լուծույթով մշակված կապարի հալոգենիդային պերովսկիտները արևային էներգիան զգալիորեն արդյունավետորեն են փոխակերպում  էլեկտրաէներգիայի: Նրանց արդյունավետությունը մոտենում է սիլիցիումային արևային մարտկոցների արդյունավետությանը, որը արդյունաբերական ստանդարտն է: Nature Communications-ում հրապարակված նոր ուսումնասիրության մեջ Ավստրիայի գիտության և տեխնոլոգիաների ինստիտուտի (ISTA) ֆիզիկոսները բացատրել են այս բջիջների արդյունավետությունը ապահովող մեխանիզմը։

Հետազոտողները պարզել են, որ չնայած սիլիցիումի վրա հիմնված տեխնոլոգիան չի պահանջում խառնուրդներ, պերովսկիտների կառուցվածքային արատների բնական ցանցը հնարավորություն է տալիս իրականացնել լիցքի փոխադրում երկար հեռավորության վրա, որն անհրաժեշտ է ֆոտովոլտային էներգիայի արդյունավետ հավաքման համար։

Արդյունավետ արեգակնային մարտկոցը պետք է կլանի միջադեպային լույսը և արդյունավետորեն այն փոխակերպի լիցքերի (բացասական լիցքավորված էլեկտրոն և դրական լիցքավորված անցք)։ Այս լիցքերը այնուհետև պետք է կուտակվեն արեգակնային մարտկոցի էլեկտրոդների վրա՝ հոսանք առաջացնելու համար։ Այս լիցքերը պետք է անցնեն հարյուրավոր միկրոնների հսկայական հեռավորություն։ Գիտնականները զարմանում էին, թե ինչու պերովսկիտների բնական արատները խնդիր չեն էներգիայի փոխանցման համար։

Կան համոզիչ ապացույցներ, որ կապված վիճակի ձևավորումից պերովսկիտներում էլեկտրոններն ու անցքերը շատ արագ վերամիավորվում են: Հետազոտողները ենթադրել են, որ պերովսկիտներում չհաշվառված ներքին ուժերը պետք է քայքայեն նորաստեղծ էլեկտրոն-անցք զույգերը և կանխեն դրանց վերամիավորումը: Այս վարկածը ստուգելու համար գիտնականները օգտագործել են ոչ գծային օպտիկական մեթոդներ պերովսկիտային նմուշի խորքում էլեկտրոններ և անցքեր ներարկելու համար: Սա նրանց թույլ է տվել հայտնաբերել նյութում նույն ուղղությամբ հոսող վերջավոր հոսանք ամեն անգամ, երբ ներարկվում է էլեկտրոնների և անցքերի նոր խմբաքանակ:

Պերովսկիտների նախորդ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս վարքագիծը անհամատեղելի է նրանց ներքին բյուրեղային կառուցվածքի հետ: ISTA-ի հետազոտողները ենթադրել են, որ լիցքերի միատարր բաժանումը տեղի չի ունենում ամբողջ նմուշում, այլ տեղայնացված է փոփոխված կառուցվածք ունեցող շրջաններում, որոնք կարող են ձևավորել մանրադիտակային ցանցեր, որոնք ընդգրկում են ամբողջ նմուշը:

Այս վարկածը ստուգելու համար թիմը ոչ գծային օպտիկական մեթոդներով ներարկել է էլեկտրոններ և անցքեր պերովսկիտների խորքում: Յուրաքանչյուր մասնիկի տեղադրումից հետո գիտնականները նկատել են հոսանք կիրառվող լարման բացակայության դեպքում։ Սա հաստատել է չհաշվառված գործոնների գոյությունը, որոնք նպաստում են լիցքերի տարանջատմանը և փոխանցմանը։

Պերովսկիտների ներսում գիտնականները հայտնաբերել են ատոմային տեղաշարժեր, որոնք ստեղծում են էլեկտրական բևեռացման տիրույթներ՝ նույնական էլեկտրական դաշտի ուղղություններով շրջաններ։ Այս տիրույթների միջև կան պատեր կամ սահմաններ, որտեղ բևեռացումը կտրուկ փոխվում է։ Այս սահմանները տեսանելի դարձնելու համար գիտնականները մշակել են «արծաթե անգիոգրաֆիա» կոչվող մեթոդ՝ նյութը հագեցնելով արծաթե իոններով։ Վիզուալիզացիան հաստատել է, որ պատերի վրա գտնվող տեղային դաշտերը էլեկտրոններն ու անցքերը քաշում են իրարից՝ թույլ տալով դրանց տեղաշարժվել սահմանների երկայնքով՝ ինչպես մայրուղիները, հաղթահարելով երկար հեռավորություններ առանց վերամիավորման, ինչը բացատրում է պերովսկիտների բարձր արդյունավետությունը։

Այս արդյունքները կարող են օգնել հետազոտողներին փոփոխել պերովսկիտները դրանց արդյունավետությունը բարձրացնելու համար, հարթելով արևային մարտկոցների նոր սերնդի ճանապարհը։

Հայաստանում արևային պանելներ արտադրող առաջին և միակ ընկերությունը Սոլարոնն է։

Տեղադրե՛ք  SolarOn արևային կայան և զրոյացրեք էլեկտրաէներգիայի ծախսը։

Գրե՛ք կամ զանգահարեք և ստացեք անվճար հաշվարկ Ձեզ անհրաժեշտ արևային կայանի հզորությանն ու արժեքի վերաբերյալ։

Զանգահարեք 8757, 010 440055

էլ. փոստ ֊ [email protected]