Морской еж помог в создании материала для солнечных элементов

Москва, 15:33, 05 Июн 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Исследователи из лаборатории AMOLF нашли способ изготавливать структуры из карбоната кальция, подходящие для электроники. Они модифицировали состав материала, чтобы он становился полупроводником, не теряя формы.

Проект может привести к появлению более эффективных и стабильных солнечных элементов, сообщает phys.org. Выводы исследования представлены в Nature Chemistry.

В принципе, проводить эксперименты можно на пляже, используя скелеты морских ежей, отметил Вим Нуордуин.

«По ходу опыта требуется лишь налить две жидкости на карбонат кальция. Преобразование завершается за несколько минут. Если посветить на структуру ультрафиолетовой лампой, можно наблюдать этот процесс. С каждой каплей скелет, бывший синим, становится ярко зеленым», — сказал специалист.

Нуордуин превращал структуры из карбоната кальция в перовскит, многообещающий материал для солнечных элементов.

Сырья для процесса в изобилии представлено на Земле. Карбонат кальция можно встретить в меловых шахтах и скелетах животных. Ранее Нуордуин нашел способ изготовления различных кальциевых микроструктур, пытаясь понять, как это делает природа. Но материал имел ограниченные возможности. Перовскит демонстрирует гораздо больший потенциал. Солнечные элементы с ним в роли полупроводника будут дешевле и эффективнее кремниевых аналогов. Они также лягут в основу новых исследований.

Авторы надеются, что их перовскитные структуры прослужат дольше уже существующих. Процесс также позволяет получать материал требуемого цвета. За счет этого его можно использовать в светодиодных конструкциях, вроде экранов.

Процесс представляет собой преобразование одной кристаллической структуры в другую. Это сложно, так как ионы карбоната кальция отличаются от перовскитных. Их полностью меняют. Сначала – на положительно заряженные ионы кальция с железом, потом – на отрицательно заряженное карбонатное железо с хлоридом, например. Затем добавляется еще один ион, метил аммония. Последний компонент ведет к образованию перовскитной структуры.

Метод ионного обмена подходит для производства широкого спектра материалов. Он может использоваться для работы с карбонатами бария и стронция, и, вероятно, сульфатами. Авторы надеются, что метод подойдет для изготовления других видов перовскита.