اكتشاف جديد: كيف يكمن الأداء الرائع لبيروفسكايت للطاقة الشمسية على القطرة الكمومية
اكتشاف جديد: كيف يكمن الأداء الرائع لبيروفسكايت للطاقة الشمسية على القطرة الكمية؟ محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟
يبحث العلماء حاليًا في آلية البيروفسكايت من أجل ممارسة مزاياها في مجالات الطاقة الشمسية و LED. اكتشف علماء كنديون مؤخرًا حالة غير متوقعة للانخفاض الكمي في البيروفسكايت ، مما يساعد على تنشيط تطبيقات وتطوير مادة معينة.
البيروفسكايت عبارة عن مادة شبه موصلة تحتوي على كفاءة عالية وتكلفة منخفضة وتطبيقات LED محتملة ، وقد حظيت بدرجة كبيرة من الشعبية في السنوات الأخيرة. كما أن المادة قادرة على التشغيل المستمر حتى مع وجود عيوب في البلورة. يتطلب إنتاج أشباه الموصلات عادةً عمليات صارمة وباهظة لبناء بلورات خالية من العيوب لتسهيل عمل مكونات أشباه الموصلات لاحقًا. على سبيل المثال ، تتطلب الطاقة الشمسية السليكونية بيئة إنتاج بها فراغ ودرجة حرارة عالية تزيد عن 1000 درجة مئوية.
علق باتانجالي كامبهباتي ، الأستاذ المساعد في الكيمياء بجامعة ماكجيل ، على أن هذه مجرد بداية للبحث في "كيفية عمل المواد المعيبة بشكل مثالي" ، وذكر أنه تم اكتشاف حالة بدائية للمادة مؤخرًا من خلال فهم إضافي في مادة البيروفسكايت. .
اكتشف العاملون في البحث آلية شبيهة بالحبس الكمومي في بلورات بيروفسكايت بروميد السيزيوم عن طريق تحفيز طيف الكشف من خلال تحليلات الحالة في الماضي ، مما يعني أنه كلما كانت المادة النانوية أصغر ، كانت شدة الإضاءة أقوى ، وكلما كان الطول الموجي لانبعاث الضوء أقصر ، عادة ما يُرى في الجسيمات الصغيرة إلى النانوية ، على الرغم من وجود ظاهرة مماثلة أيضًا في البيروفسكايت الذي هو أكبر من النقطة الكمومية بشكل واضح.
(المصدر: جامعة ماكجيل)
يحاول فريق البحث مرة أخرى الكشف عن الأسرار الكامنة وراءه ، واكتشف أن البيروفسكايت يمتلك خصائص معينة للسائل ، على الرغم من كونه مادة صلبة. علق فريق البحث من جامعة ماكجيل على أن التركيب الشبكي الذري للبيروفسكايت قد نتج عنه خاصيتان متعارضتان ، وأن الشبكة الذرية ستتحول في الشكل عندما تصادف الإلكترونات الحرة ، والتي تُعرف أيضًا باسم تشكيل بولارون. يمكن اعتبار التصوير البسيط لتحول الشكل بمثابة ترامبولين.
كما أشار فريق البحث ، فإن الترامبولين يمتص الطاقة عندما يتم إلقاء أشياء ثقيلة في المركز لتقليل ارتداد وديناميكيات الأجسام ، على الرغم من أن البنية الشبكية التحويلية لبلورة البيروفسكايت هي عكس ذلك تمامًا ، حيث تزداد ديناميات الإلكترون المميزة الطاقة ، التي تمارس تأثيرًا شبيهًا بنقطة الكم. علق كامبهباتي على أن البولارون عادة ما يقيد كل الأمور في المجالات المحددة ، والآن يثبت أنه يمكن خلط البولارون بالآلة لتكوين مادة سائلة شبيهة بالنقطة الكمومية يمكن اعتبارها قطرة كمومية.
يأمل الفريق أن يكون البحث عن الانخفاض الكمي قادرًا على تسهيل مزيد من الفهم في تشغيل المواد المقاومة للعيوب.
