物理科技生物学-PHYICA

用水制造高级电子产品

技术工程 2022-05-27 21:54:15

Making advanced electronics with H₂O Credit:先进功能材料(2021)。DOI: 10.1002/ adfm.202109442水是以一种简单的方式创造太阳能电池、X射线探测器和其他光电设备关键部件的秘密成分。下一代光伏电池、半导体和发光二极管可以用钙钛矿制成,钙钛矿是一种令人兴奋的多用途纳米材料,具有晶体结构。

钙钛矿已经显示出与硅类似的效率,制造成本更低,并且具有可调的带隙,这意味着它们能够吸收、反射或传导的能量可以改变,以适应不同的目的。

一般来说,在制造钙钛矿的过程中,水要尽可能远离。水分的存在会导致材料中的缺陷,导致它们在设备中使用时更快地分解。

这就是为什么用于科学研究的钙钛矿通常是在氮气手套箱的密封环境中通过旋涂制成的。

不过现在,ARC激子科学卓越中心的成员已经找到了一种简单的方法,通过利用水作为积极因素来控制纯相钙钛矿晶体的生长。这种基于液体的机制在室温下工作,因此这种方法仍然具有成本效益。

由莫纳什大学的研究人员领导的研究小组发现,通过在过程的早期阶段改变水与溶剂的比例,他们可以选择生长不同类型的钙钛矿晶体,其结构适合各种用途。

通讯作者莫纳什大学的毛文新博士说:“通过仔细调节前驱体溶液中水的浓度,我们实现了对特定钙钛矿相的精确控制。”

悉尼大学的同事进行的计算和热力学分析确定,前体溶液中铅和溴离子的配位是决定形成哪种类型晶体的重要因素。

主要作者董卿·林是莫纳什大学的一名博士生,他说:“我们现在了解了前体溶液中水的内部力学和功能。通过这样做,我们可以进一步利用水来控制结晶过程。”

为了证明最终产品的质量,通过这种方法生产的晶体通过纳米制造与背接触电极耦合,以创建X射线检测设备。

该测试样品的性能与目前在现实世界中使用的商用X射线检测器类似,如医疗成像和盖革计数器,并优于使用更慢、更复杂的制造方法开发的原型钙钛矿X射线检测器。

文新说:“我们将它们与商业X射线探测器以及其他类型的钙钛矿进行了比较,我们确实对X射线有很好的响应度和灵敏度。总的来说,这个项目表明我们已经找到了一种控制无机钙钛矿单晶的聪明方法。

“该方法灵活可行,不需要非常独特的环境或技术来应用它。”

除了太阳能电池、X射线探测器和发光二极管,用这种方法制造的钙钛矿也可用于紫外光探测、激光和太阳能聚光器。

研究结果已经发表在《高级功能材料》杂志上。

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/jishugongcheng/17068.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~