Éifeachtúlacht 21 faoin gcéad ! Nochtadh ullmhúchán ábhar nua do chadhnraí méine cailciam-tíotáiniam

I gcomhoibriú idir taighdeoirí ag Ollscoil Monash san Astráil agus Ollscoil Teicneolaíochta Wuhan sa tSín, deir an péire go raibh siad in ann éifeachtúlacht chomhshó 21 faoin gcéad a bhaint amach ag baint úsáide as aicéatáit luaidhe mar ábhar réamhtheachtaithe do mhonarú cealla gréine chailiginíd formamide-caesium.

Deirtear gurb é an éifeachtúlacht an toradh taifeadta is fearr le haghaidh feiste déanta as foinse luaidhe neamh-ailíde. D’fhéadfadh sé seo an bealach a réiteach do mhonarú tionsclaíoch fótavoltach chailiginíde marthanach ard-éifeachtúlachta.

De ghnáth, úsáideann an chuid is mó de thaighde cealla gréine chalcogenide hailídí luaidhe, go sonrach cumaisc ar a dtugtar iaidíd luaidhe. Mar sin féin, caithfidh iaidíd luaidhe a bheith 99.99 faoin gcéad íon agus dá bhrí sin tá sé costasach a úsáid i gcealla.

Chun an fhadhb seo a réiteach, bhí an fhoireann ar an gcéad duine a d'úsáid aicéatáit luaidhe seachas iaidíd luaidhe chun cealla gréine chailiginíde formamide-caesium cobhsaí a chruthú.

Léirigh na feistí tástála cobhsaíocht theirmeach iontach, ag leanúint ar aghaidh ag feidhmiú tar éis 3300 uair an chloig ag 65 céim gan aon chailliúint éifeachtúlachta.

Bhain modúl gréine fréamhshamhail níos lú úsáid as na cealla seo éifeachtúlacht 18.8 faoin gcéad amach. Rinneadh limistéir mhóra de shraitheanna chalcogenide le sciath lann aonchéime, rud a léirigh féidearthacht féideartha déantúsaíochta tionsclaíoch.

Dúirt an t-údar luaidhe Jie Zhao, mac léinn PhD in Ollscoil Monash: “Bhí muid in ann aicéatáit luaidhe a úsáid i bpróiseas sciath aon-chéim chun scannáin chailiginíde ard-chaighdeán formamide-caeisiam a fháil ...... Toisc nach bhfuil gá againn le frith-tuaslagóir, is féidir linn é seo a bhaint amach le teicnící ar scála mór cosúil le sciath lann, rud a chiallaíonn go bhfuil féidearthacht táirgeadh tionsclaíoch i bhfeidhm."

An comhábhar rúnda amóiniam

I gcomparáid le sileacain, tá an poitéinseal ag cealla gréine scannáin tanaí déanta as cailciginíd an earnáil fuinneamh na gréine a athrú mar go bhfuil siad saor le monarú, solúbtha agus tá bearna banna tunable acu.

Mar sin féin, tá taighdeoirí fós i ngleic le saincheisteanna iontaofachta agus ní mór dóibh bealach a fháil chun feistí a mhonarú ar féidir iad a tháirgeadh ar bhonn tráchtála.

Mar gheall ar a gcobhsaíocht shármhaith, chinn na taighdeoirí gur iarrthóirí tráchtála idéalacha iad cailciginídí déanta ag baint úsáide as formamide agus caeisiam. Theip ar iarrachtaí roimhe seo chun iad a shintéisiú trí úsáid a bhaint as aicéatáit luaidhe mar réamhtheachtaí.

Chun an fhadhb seo a imscrúdú agus a réiteach, rinne na taighdeoirí imscrúdú ar na meicníochtaí móilíneacha bunúsacha.

Ag baint úsáide as díraonta X-gha agus speictreascópacht athshondais mhaighnéadaigh núicléach, d'aithin na taighdeoirí an gá atá le húsáid amóiniam mar chaidiú so-ghalaithe (ian arna luchtú go dearfach) ag céim ríthábhachtach.

Dúirt an t-údar a chuir leis, Sebastian Fürer, "Freastalaíonn láithreacht amóiniam chun aigéad aicéiteach iarmharach a thiomáint le linn an phróisis annealaithe gan foirmiú seachtháirgí nach dteastaíonn."

Is réamhtheachtaí malartacha an-geallta é an aicéatáit luaidhe cumaisc cheimiceach chun scannáin réidh a chruthú le níos lú lochtanna ná hailíd luaidhe, a dúirt na taighdeoirí.

Go dtí seo, níor úsáideadh aicéatáit luaidhe ach amháin chun methylammonium nó chalcogenides-bhunaithe caesiam a dhéanamh, atá sách éagobhsaí agus mí-oiriúnach d'iarratais phraiticiúla.

Dúirt an t-údar comhfhreagrach Wenxin Mao, "Cuirimid an dara modh ar fáil don phobal taighde ar fad chun cealla gréine chailiginíd ardchaighdeáin a dhéanamh."

Le déanaí, dúirt taighdeoirí ag Ionad Berlin Helmholtz-Zentrum go raibh éifeachtúlacht chomhshó 32.5 faoin gcéad bainte amach acu i gcill gréine cruachta, an ceann is airde riamh don teicneolaíocht seo agus taifead domhanda. Tá an chill gréine lannaithe nua comhdhéanta de chill sileacain ar an mbun agus cill tíotáinít chailciam ar an mbarr.

I mí na Samhna, chuir foireann taighde ó Ionad Baden-Württemberg um Thaighde Gréine agus Fuinneamh Gréine i Stuttgart, an Ghearmáin, le chéile chalcogenide le copar indium gallium selenide chun modúl gréine cruachta a chruthú le héifeachtacht níos mó ná 21 faoin gcéad.