С помощью экзотических кристаллов смогли улучшить солнечные панели

Согласно свежему исследованию, новый способ управления светом, излучаемым экзотическими кристаллическими полупроводниками, может сделать солнечные элементы гораздо эффективнее.

Этого помогли добиться кристаллы, называемые гибридными перовскитами, которые состоят из взаимосвязанных органических и неорганических материалов. Данное открытие может привести к появлению новых электронных дисплеев, датчиков и других устройств. Это также поможет делать более эффективную и дешевую оптоэлектронику.

Исследовательская группа нашла новый способ контроля света (известного как фотолюминесценция), испускаемого, когда лазер возбуждает перовскит. Ученые смогли увеличить интенсивность света, излучаемого гибридным перовскитовым кристаллом, до 100 раз, просто отрегулировав напряжение, которое действует на электрод на поверхности кристалла.

- Насколько нам известно, это первый случай, когда фотолюминесценция материала подвергается обратимому контролю в такой широкой степени с помощью напряжения. Раньше, чтобы изменить интенсивность фотолюминесценции, нужно было изменить температуру или приложить огромное давление к кристаллу, который был громоздким и дорогостоящим. Мы же можем сделать это очень просто в небольшом электронном устройстве при комнатной температуре, - отметил старший автор работы Виталий Подзоров, профессор кафедры физики и астрономии из Ратгерского университета в США.

Полупроводники, подобные этим перовскитам, обладают свойствами, которые лежат между свойствами металлов, проводящих электричество, и непроводящих изоляторов. Ученые могут настроить проводимость в очень широком диапазоне, что делает кристаллы перовскита незаменимыми для всей современной электроники.

Понимание фотолюминесценции важно для разработки устройств, которые управляют, генерируют или обнаруживают свет, включая солнечные элементы, светодиодные фонари и датчики света. Ученые обнаружили, что дефекты в кристаллах уменьшают излучение света, а подача напряжения восстанавливает интенсивность фотолюминесценции.

По словам Подзорова, гибридные перовскиты эффективнее, их намного проще и дешевле производить, чем стандартные коммерческие солнечные элементы на основе кремния, и работа ученых может помочь привести к их более широкому применению.

Следующим важным шагом будет изучение различных типов перовскитовых материалов.