Store forventninger til nyt materiale af fosfor-nanobånd
Fosfor-nanobånd eller phosphorene nanoribbons (PNR) er båndlignende strenge af materialet fosfor. I lighed med grafen, et ekstremt tyndt materiale, er det lavet af lag med en tykkelse på et enkelt atom. PNR’er blev først produceret i 2019, og teoretiske undersøgelser har forudsagt, hvordan deres egenskaber kan forbedre alle former for udstyr, herunder batterier, biomedicinske sensorer og kvantecomputere.
Vidundermaterialet lever måske op til hypen
Ingen af disse forudsagte egenskaber er dog indtil videre blevet demonstreret i faktiske enheder. Nu har et hold under ledelse af forskere fra Imperial College London og University College London dog for første gang brugt PNR’er til at forbedre effektiviteten i en ny slags solcelle. Forbedringen beskrives som ”betydelig”, og det viser, at “vidundermaterialet”, som PNR beskrives som, måske virkelig lever op til sin hype.
Detaljerne er netop offentliggjort i Journal of the American Chemical Society.
Dr. Thomas Macdonald fra Department of Chemistry og Centre for Processable Electronics ved Imperial forklarer, at ingen offentliggjorte rapporter endnu har demonstreret de forventede positive egenskaber eller været i stand til at forandre ydeevnen af de enheder, som PNR’er benyttes på.
“Vi er derfor glade at kunne levere det første eksperimentelle bevis for PNR’er som en lovende vej til højtydende solceller,” forklarer han.
Lave omkostninger
Holdet inkorporerede PNR’erne i solceller fremstillet af materialet perovskit. Perovskit en ny klasse af materialer, som forskerne let kan ændre deres interaktion med lys for at passe til en række forskellige anvendelser.
I modsætning til traditionelle ufleksible siliciumbaserede solceller kan perovskitsolceller fremstilles af flydende opløsninger. Det gør det muligt at udskrive tynde, fleksible film til lave omkostninger. Nye nanomaterialer som PNR’er kan ganske enkelt printes som et ekstra lag for at forbedre enhedens funktionalitet og effektivitet.
Ved at inkludere PNR’er var holdet i stand til at fremstille perovskitsolceller med en effektivitet på over 21 procent, hvilket er på linje med traditionelle siliciumsolceller.
Se også:
Kan forbedre elektronernes mobilitet
Forskerholdet var også i stand til eksperimentelt at verificere, hvordan PNR’er kan opnå denne forbedrede effektivitet.
De viste, at PNR’er kan forbedre elektronernes mobilitet, hvilket hjælper den elektriske strøm til at bevæge sig mere effektivt mellem lagene i enheden.
Thomas Macdonald forklarer, at deres resultater viser, at PNR’ernes funktionelle elektroniske egenskaber rent faktisk fører til forbedret funktionalitet, og at resultaterne fremhæver den reelle betydning og nytteværdi af dette nyopdagede nanomateriale.
Se også: Nyheder om fremtidens teknologi