Anonim

Rome, 9 juni (AdnKronos) - "dubbel schone" energie dankzij nieuwe fotovoltaïsche materialen. Onderzoekers van het Supergeleidende Instituut, innovatieve materialen en apparaten (Spin-Cnr) van L'Aquila, in samenwerking met de Universiteit van Wenen en North Carolina State University (VS), hebben een hybride 'perovskiet' bestudeerd met interessante fotovoltaïsche eigenschappen en volledig ecologische. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Communications.

De organische / anorganische hybride perovskieten kunnen 20% van zonne-energie omzetten in elektrische energie. Het nadeel is dat ze lood bevatten, een materiaal dat schadelijk is voor de gezondheid en het milieu. Internationaal onderzoek betekent nu een belangrijke stap vooruit op dit vlak. "Onze studie was gericht op het zoeken naar een duurzaam alternatief voor beide zonnecellen gemaakt van silicium, waarvan de kosten hoog zijn vanwege de complexe productiemethoden, en voor de hybride perovskieten die tot nu toe zijn bestudeerd, minder duur maar giftig voor mensen en voor het milieu vanwege het lood dat erin zit ", legt Alessandro Stroppa, natuurkundige Spin-Cnr, uit.

"In onze computersimulaties bestudeerden we een veelbelovende nieuwe hybride perovskiet in het fotovoltaïsche veld, en zonder lood. Door deze perovskieten te gebruiken om zonne-energie om te zetten in elektriciteit, zouden we daarom dubbel schone energie hebben, enerzijds als zonne-energie en anderzijds omdat het wordt verkregen met een verbinding die geen lood bevat ", voegt Stroppa toe.

De onderzoekers wijzen op andere interessante eigenschappen van dit materiaal met betrekking tot de elektronische structuur. "De structuur van deze 'perovskieten' is een hybride gevormd door een anorganisch deel afgewisseld met organische moleculen, die op hun beurt een elektrische dipool bezitten, " legt Silvia Picozzi, coördinator van de Spin-Cnr-groep, uit. "Onze theoretische studie toont aan dat deze dipolen kunnen worden besteld en aanleiding geven tot een elektrische polarisatie die de door de foto gegenereerde ladingen helpt te scheiden, wat een positieve invloed heeft op de fotovoltaïsche activiteit die aldus wordt verbeterd, " voegt hij eraan toe.

"Verder hebben we ons gericht op de mate van spinvrijheid, een aspect dat tot nu toe weinig is bestudeerd in deze materialen, waarbij we een specifieke geometrie van de zogenaamde 'spin-texture' hebben ontdekt, die bestuurbaar is met een extern elektrisch veld. nieuwe spinfunctie en verkrijg efficiënte en veelzijdige multifunctionele apparaten - concludeert de onderzoeker - Deze bijzondere eigenschappen kunnen bijvoorbeeld uitstekend zijn voor de ontwikkeling van een nieuwe generatie spin-op-elektronische apparaten, instrumenten die elektrische signalen omzetten in optische signalen - fotonen - en vice versa, zoals de LED's ".