Panouri solare de o grosime de câţiva atomi
O echipă internaţională de cercetători de la Universitatea din Boston (University of Boston), Universitatea din Oxford (University of Oxford) și Universitatea Națională din Singapore (National University of Singapore) a proiectat un dispozitiv de o grosime de câţiva angstromi, cu o eficiență cuantică neobișnuit de mare (30%); angstrom - unitatea de măsură a gradului pentru conversia fotonilor în electroni care transportă rezerva de energie.
Pentru a crea dispozitivul, oamenii de ştiinţă au dezvoltat un material compozit stratificat, format dintr-un metal de tranziţie semiconductor şi dichalcogen (TMDC – semiconducting transition metal dichalcogenide) și straturile de grafen. Simon Hadlington de la Chemistry World, susţine că activitatea savanţilor extinde numărul de noi hetero structuri, bazat pe cristale atomice bidimensionale, și poate deveni drept bază pentru noi tipuri de celule solare din plastic sau fototranzistoare. TMDC sunt materiale stratificate constând dintr-o reţea atomică triunghiulară a metalelor de tranziție, plasate între cele două reţele triunghiulare de atomi de chalcogen* - sulf, seleniu sau telur. Este cunoscut faptul că aceste structuri au o puternică interacțiune foton-electronică datorită prezenței în straturi a singularităților Van Hove care sunt caracteristice mecanice cuantice şi fac electronii deosebit de sensibili la influențele externe cum ar fi stimularea cu lumină.
"Strat după strat, noi am construit o structură atomica stratificată", - relatează un membru al echipei, Antonio Castro Neto de la Universitatea din Boston. Nitrura de bor formează stratul exterior ca o peliculă izolatoare și protectoare; următorul strat este format din grafen - un conductor tare, transparent și flexibil, și un metal TMDC. Atunci când lumina cade asupra TMDC, se produce o deplasare a electronilor care se adună în electrozii de grafen. De asemenea, oamenii de ştiinţă au descoperit că acoperirea suprafeţei grafenului cu nano particule de aur creşte absorbţia luminii.
"Întregul dispozitiv nu este mai gros decât 20A (angstromi)", - spune Castro Neto. - "A fost interesant să descoperim dacă ceva atât de subtil produce în mod eficient energie electrică și am arătat că şi o structură de o grosime de câţiva atomi poate transforma 30% din energia fotonilor în energie electrică".
Castro Neto spune că următorul pas va fi studierea altor cristale semiconductoare bidimensionale pentru a crește eficiența sistemului. Oamenii de ştiinţă planifică să exploreze utilizarea altor combinații de materiale pentru a crea hetero structuri noi.
* Chalcogen – cuvânt format din greaca antică: chalcos – minerale şi gena – naştere (trad.).
Autor: Alexandr Ivascenko
Sursa: facepla.net
51