Deniz Kestanesi İskeletinden Güneş Pili

Deniz Kestanesiden Güneş Pili Yaptılar.

       AMOLF’deki araştırmacılar, deniz kestanesi iskeleti gibi kalsiyum karbonat yapılarını elektronikte kullanıma uygun hale getirmenin bir yolunu buldular. Bunu, malzemenin bileşimini, şeklini kaybetmeden yarı iletken olacak şekilde değiştirerek yaparlar. Bu, daha verimli ve kararlı güneş pillerine yol açabilir.

Noorduin, deniz kestanesi iskeleti gibi kalsiyum karbonat yapılarını güneş pilleri için oldukça umut verici yeni bir malzeme olan perovskit’e dönüştürür . Noorduin, “Aslında bu simya,” diyor. “Midas her şeyi değiştirdi ve şimdi kalsiyum karbonatı perovskite dönüştürüyoruz.” Kalsiyum karbonat, Dünya’da oldukça bol miktarda bulunur ve örneğin tebeşir mayınları ve hayvan iskeletlerinde bulunabilir. Noorduin daha önce doğanın nasıl olduğunu anlamak için kalsiyumdan bir dizi mikroyapı yapmanın bir yolunu bulmuştu. Ancak malzemenin az sayıda uygulaması var. Bununla birlikte, Perovskite daha fazla olasılık sunar ve güneş pilleri için oldukça umut verici yeni bir malzemedir. Yarı iletken perovskitten üretilen güneş pilleri, geleneksel silikon güneş hücrelerinden daha verimli ve daha ucuzdur . Onlar da artan araştırmaların konusu.  “Kalsiyum karbonatın önceden belirlenmiş bir yapısını fonksiyonel perovskite dönüştürerek, artık malzemenin hem şekli hem de işlevi üzerinde kontrolümüz var” diyor.

Noorduin yeni malzemenin geliştirilmiş güneş hücrelerine yol açacağını umuyor. Araştırmacılar artık güneş pili şeklinin kontrolü altında olduğundan, güneş ışığını daha etkili bir şekilde yakalayan bir yapı üretebilirler. Ayrıca, perovskite yapılan mevcut güneş pili jenerasyonunun ömrü, perovskitin çok hızlı bozulması nedeniyle çok kısadır. Noorduin, ” Perovskit mikroyapılarımızın çok daha kararlı olduğunu düşünüyoruz. Bu malzemeden yapılan güneş pilleri daha uzun süre dayanmalıdır” diyor.

Araştırmacı, “Ayrıca, istenen her renkte perovskit yapıları üretebiliriz. Bu, malzemenin ekranlar gibi çeşitli uygulamalarda LED’ler için de kullanılabileceği anlamına gelir” diyor. Noorduin Ph.D. tarafından geliştirilen yeni süreç ile Araştırmacılar Lukas Helmbrecht ve Hans Hendrikse, deniz kestanesi iskeleti veya Noorduin’in mikroyapıları gibi her kalsiyum karbonat yapısını perovskite dönüştürmek mümkün. Bu süreç, bir kristal yapının kontrollü dönüşümü ile ilgilidir.Kimyada zor bir süreç olan diğerine. Bir kristal yapı yığılmış mermerler koleksiyonuna benzer. Kalsiyum karbonattaki iyonlar perovskit içindekilerden farklıdır ve istifleme de farklıdır. Araştırmacılar, kalsiyum karbonattaki tüm iyonları – önce, kurşun yüklü pozitif yüklü kalsiyum iyonlarını ve daha sonra negatif yüklü karbonatlı ütüler örneğin klorür ile değiştirirler. Son olarak, başka bir iyon, metil amonyum eklediler. Bu son bileşen, perovskitin üretildiği bir istifleme modeline yol açar.

Noorduin’in doktora araştırmacıları Lukas Helmbrecht ve Hans Hendrikse tarafından geliştirilen yeni süreçle, deniz kestanesi iskeleti veya Noorduin’in mikroyapısı gibi her kalsiyum karbonat yapısını perovskite dönüştürmek mümkün. Bu işlem, bir kristal yapının diğerine kontrollü dönüştürülmesi ile ilgilidir, bu da kimyada zor bir işlemdir. Kristal bir yapı, mermerlerin iyonları temsil ettiği yığılmış mermerler koleksiyonuna benzer.

Diğer materyaller

      İyon değiştirme yöntemi geniş bir malzeme yelpazesinde kullanılabilir. Sadece kalsuyum karbonat değil, aynı zamanda baryum karbonat ve stronsiyum karbonat da uygundur ve muhtemelen sülfatlar da olabilir. AMOLF araştırmacıları, reaksiyonun mümkün olan çok çeşitli uygulamalar için diğer perovskit tiplerine de genişletilebileceğini düşünüyor. “İlkeleri, katalizörler gibi diğer malzemelere uygulayabiliriz. Bu durumlarda, malzemenin yüzey şeklini ve kompozisyonunu da kontrol etmek isteyebilirsiniz.”