Sors: news.mit
Ir-riċerkaturi tal-MIT tejbu fuq materjal trasparenti u konduttiv tal-kisi, u pproduċew għaxar darbiet fil-konduttività elettrika tiegħu. Meta inkorporat f'tip ta 'ċellola solari ta' effiċjenza għolja, il-materjal żied l-effiċjenza u l-istabbiltà taċ-ċellula.
Is-sejbiet il-ġodda huma rrappurtati llum fil-ġurnal Science Advances, f’dokument tal-postdoc tal-MIT Meysam Heydari Gharahcheshmeh, il-professuri Karen Gleason u Jing Kong, u tlieta oħra.
"L-għan huwa li ssib materjal li jkun konduttiv bl-elettriku kif ukoll trasparenti," jispjega Gleason, li jkun "utli f'firxa ta 'applikazzjonijiet, inklużi skrins tat-touch u ċelloli solari." Il-materjal użat l-aktar illum għal skopijiet bħal dawn huwa qalet ITO, għall-ossidu tat-titanju indju, iżda dak il-materjal huwa pjuttost fraġli u jista 'jinqasam wara perjodu ta' użu, tgħid.
Gleason u l-ko-riċerkaturi tagħha tejbu verżjoni flessibbli ta 'materjal konduttiv trasparenti u sentejn ilu u ppubblikaw is-sejbiet tagħhom, iżda dan il-materjal xorta waqa' sew milli jaqbel mal-kombinazzjoni tal-ITO ta 'trasparenza ottika għolja u konduttività elettrika. Tgħid, il-materjal il-ġdid aktar ordnat huwa aktar minn 10 darbiet aħjar mill-verżjoni preċedenti.
It-trasparenza u l-konduttività kkombinati huma mkejla f'unitajiet ta 'Siemens kull ċentimetru. ITO jvarja minn 6,000 sa 10,000, u għalkemm ħadd ma stenna li materjal ġdid jaqbel ma 'dawk in-numri, l-għan tar-riċerka kien li jsib materjal li jista' jilħaq mill-inqas valur ta '35. Il-pubblikazzjoni preċedenti qabżet dak billi turi valur ta' 50 , u l-materjal il-ġdid qabża dak ir-riżultat, li issa għaddej bi 3,000; it-tim għadu qed jaħdem fuq l-irfinar tal-proċess biex jgħolli dan aktar.
Il-materjal flessibbli b'rendiment għoli, polimeru organiku magħruf bħala PEDOT, huwa depożitat f'saff ultrathin ta 'ftit nanometri ħoxnin, bl-użu ta' proċess imsejjaħ deposizzjoni kimika ossidattiva tal-fwar (oCVD). Dan il-proċess jirriżulta f’saff fejn l-istruttura tal-kristalli ċkejkna li jiffurmaw il-polimeru huma kollha perfettament allinjati orizzontalment, u jagħtu lill-materjal il-konduttività għolja tiegħu. Barra minn hekk, il-metodu oCVD jista 'jnaqqas id-distanza ta' stivar bejn ktajjen tal-polimeri fi ħdan il-kristalliti, li ttejjeb ukoll il-konduttività elettrika.
Sabiex turi l-utilità potenzjali tal-materjal, it-tim inkorpora saff tal-PEDOT allinjat ħafna f'ċellola solari bbażata fuq perovskite. Ċelloli bħal dawn huma kkunsidrati alternattiva promettenti ħafna għas-silikon minħabba l-effiċjenza għolja u l-faċilità ta 'manifattura tagħhom, iżda n-nuqqas ta' durabilità tagħhom kien ta 'żvantaġġ kbir. Bl-PEDOT ġdid allinjat bl-oCVD, l-effiċjenza tal-perovskite tjiebet u l-istabbiltà tiegħu rduppjat.
Fit-testijiet inizjali, is-saff ta 'l-oCVD ġie applikat għal substrati li għandhom dijametru ta' 6 pulzieri, iżda l-proċess jista 'jiġi applikat direttament fuq proċess ta' manifattura ta 'skala industrijali roll-to-roll fuq skala kbira, Heydari Gharahcheshmeh jgħid. “Issa huwa faċli li tadatta għal skala industrijali,” kompla jgħid. Dak huwa ffaċilitat bil-fatt li l-kisi jista 'jiġi pproċessat f'140 grad Celsius - temperatura ħafna inqas minn dik li jeħtieġu materjali alternattivi.
L-oCVD PEDOT huwa proċess ħafif, f'pass wieħed, li jippermetti deposizzjoni diretta fuq substrati tal-plastik, kif mixtieq għal ċelloli solari u wirjiet flessibbli. B'kuntrast, il-kundizzjonijiet ta 'tkabbir aggressiv ta' ħafna materjali konduttivi trasparenti oħra jeħtieġu deposizzjoni inizjali fuq sottostrat differenti, aktar robust, segwit minn proċessi kumplessi biex jitneħħa s-saff u jiġi ttrasferit lill-plastik.
Minħabba li l-materjal huwa magħmul minn proċess ta 'depożitu ta' fwar xott, is-saffi rqaq prodotti jistgħu jsegwu l-kontorni ifjen ta 'wiċċ, kisihom kollha b'mod uniformi, li jistgħu jkunu utli f'xi applikazzjonijiet. Pereżempju, jista 'jkun miksi fuq id-drapp u ikopri kull fibra iżda xorta jippermetti li n-nifs jieħu d-drapp.
It-tim għad irid juri s-sistema fi skali ikbar u jipprova l-istabbiltà tagħha fuq perjodi itwal u taħt kundizzjonijiet differenti, u għalhekk ir-riċerka għadha għaddejja. Iżda "m'hemm l-ebda ostaklu tekniku biex din timxi 'l quddiem. Hija verament kwistjoni biss ta 'min se jinvesti biex jeħodha fis-suq, "Gleason jgħid.
It-tim ta ’riċerka kien jinkludi postdocs tal-MIT Mohammad Mahdi Tavakoli u Maxwell Robinson, u l-affiljat tar-riċerka Edward Gleason. Ix-xogħol kien appoġġjat minn Eni SpA taħt il-Programm Enerġija-Fruntieri Solari Eni-MIT.
