Energiaválság

Forradalmi áttörés a nanokristályok terén - így lehet hatékonyabb a napenergia

A kutatók új utakat nyitnak a halid perovszkitok területén, amely forradalmasíthatja az energiahatékony technológiákat. Ezek a nanoméretű anyagok nemcsak olcsóbbá és fenntarthatóbbá tehetik a napelemeket és LED-eket, hanem jelentősen növelhetik azok hatékonyságát is.

2025.02.15 16:07ma.hu
nyomtatásKinyomtatom
+Nagyobb betűméret-Kisebb betűméretbetűméret

A Missouri Egyetem tudósai élen járnak ennek az innovatív anyagnak a kutatásában, amely alapjaiban változtathatja meg az optoelektronika jövőjét, így formálva az energiatermelés és világítástechnika következő generációját.

Suchi Guha és Gavin King, a Missouri Egyetem (Mizzou) fizikaprofesszorai, a halid perovszkitokat nanoszinten vizsgálják, ahol az anyag lenyűgöző tulajdonságai kezdenek kibontakozni. Ezek az ultrafinom kristályszerkezetek kivételes hatékonysággal képesek a napfényt energiává alakítani.

Képzeljünk el olyan napelemeket, amelyek nemcsak olcsóbbak, hanem sokkal hatékonyabbak is otthonaink áramellátásában. Vagy olyan LED-eket, amelyek erősebben világítanak, hosszabb élettartammal bírnak, és kevesebb energiát fogyasztanak.

"A halid perovszkitokat a 21. század félvezetőinek tartják" – mondta Guha, aki a szilárdtestfizikára specializálódott. "Az elmúlt hat évben laboratóriumom ezeknek az anyagoknak az optimalizálására összpontosított, hogy fenntartható megoldásokat nyújthassunk a következő generációs optoelektronikai eszközök számára."

A kutatócsoport egy úgynevezett kémiai gőzfázisú leválasztás (chemical vapor deposition) nevű eljárást alkalmazott a perovszkit rétegek előállítására. Ezt a módszert Randy Burns, Guha egykori hallgatója fejlesztette tovább Chris Arendse dél-afrikai kutatóval együtt. Az eljárás egyik legnagyobb előnye, hogy könnyen méretezhető, így lehetőséget biztosít napelemek tömeggyártására.

Guha csapata ultragyors lézerspektroszkópia segítségével vizsgálta meg a halid perovszkitok alapvető optikai tulajdonságait. Az anyag további finomhangolásához és elektronikai alkalmazásainak fejlesztéséhez pedig Gavin King speciális nanotechnológiai eljárásokat alkalmazott.

King egy jéglitográfia nevű technikát alkalmazott, amely lehetővé teszi az anyagok nanométeres méretű megmunkálását. Az eljárás során az anyagot extrém alacsony, -150°C alatti hőmérsékletre hűtik, majd elektronnyalábbal mintákat vésnek bele.

"Ez olyan, mintha egy nanométeres méretű vésőt használnánk" – magyarázta King. "Azáltal, hogy bonyolult mintázatokat hozunk létre ezeken a vékony filmeken, olyan eszközöket fejleszthetünk ki, amelyek különleges tulajdonságokkal és funkcionalitással bírnak. Ezek a minták tulajdonképpen az optikai elektronikában használatos alaprétegek megalkotásának felelnek meg."

A kutatás tökéletes példája annak az innovatív energiakutatásnak, amely a Missouri Egyetem új Energia Innovációs Központját (Center for Energy Innovation) hajtja előre. Ez az együttműködés nemcsak a tudományos ismereteinket bővíti, hanem konkrét, fenntartható technológiák kifejlesztését is lehetővé teszi, amelyek hozzájárulhatnak a jövő energiaellátásának forradalmi átalakulásához.

Figyelem! A cikkhez hozzáfűzött hozzászólások nem a ma.hu network nézeteit tükrözik. A szerkesztőség mindössze a hírek publikációjával foglalkozik, a kommenteket nem tudja befolyásolni - azok az olvasók személyes véleményét tartalmazzák.

Kérjük, kulturáltan, mások személyiségi jogainak és jó hírnevének tiszteletben tartásával kommenteljenek!

Amennyiben a Könyjelző eszköztárába szeretné felvenni az oldalt, akkor a hozzáadásnál a Könyvjelző eszköztár mappát válassza ki. A Könyvjelző eszköztárat a Nézet / Eszköztárak / Könyvjelző eszköztár menüpontban kapcsolhatja be.