Sự thật về perovskite - Vật liệu kỳ diệu vượt trội so với silicon hiện nay

Các nhà nghiên cứu đã khám phá ra những đặc tính bí ẩn của perovskite - thứ được gọi là “vật liệu thần kỳ”. Từ đó mở đường cho công cuộc phát triển các cell pin năng lượng mặt trời hiệu suất rất cao, vượt xa công nghệ hiện tại.

Thông qua sử dụng các kỹ thuật kính hiển vi mới, các nhà khoa học từ Đại học Cambridge đã lý giải được tại sao cấu trúc kém ổn định của perovskite, lại có thể làm tăng tính hiệu quả sử dụng của nó.

Sự thật về perovskite - Vật liệu kỳ diệu vượt trội so với silicon hiện nay
 Perovskite cũng có thể được tổng hợp trong phòng thí nghiệm.

Vật liệu perovskite nổi lên trong những năm gần đây như một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho các cell pin năng lượng Mặt trời, vốn dựa vào tinh thể silicon. Chúng hấp thụ ánh sáng Mặt trời, chuyển đổi thành điện năng hiệu quả hơn cũng như có giá thành sản xuất rẻ hơn.

Loading...

Cách đây chưa đầy một năm, các nhà khoa học từ Đại học Kỹ thuật Berlin đã đạt được kỷ lục thế giới mới về hiệu suất pin mặt trời với perovskite, đánh bại kỷ lục 28% của lớp silicon tiêu chuẩn với hiệu suất 29,15%.

Nghiên cứu mới nhất này do Phòng thí nghiệm Cavendish của Cambridge hợp tác cơ sở synctron Diamond Light Source ở thị trấn Didcot (Vương quốc Anh), cùng với Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa Nhật Bản, hợp tác thử nghiệm các kỹ thuật khác nhau để hiểu rõ hơn về perovskite.

“Ý tưởng của chúng tôi là thực hiện một cái gì đó gọi là hiển vi đa thể thức, theo đó xem xét các mẫu giống nhau bằng nhiều loại kính hiển vi và về cơ bản cố gắng tìm ra mối tương quan các đặc tính mà chúng tôi rút ra từ từng thứ”, Kyle Frohna, nghiên cứu sinh tiến sĩ của Đại học Cambridge cho biết.

“Những gì chúng ta thấy là hai dạng hỗn loạn cùng xảy ra song song. Hỗn loạn điện tử liên quan đến các khiếm khuyết làm giảm hiệu suất, sau đó rối loạn hóa học không gian dường như cải thiện nó. Những gì chúng tôi phát hiện là rối loạn hóa học - rối loạn ‘tốt’ trong trường hợp này - sẽ giảm thiểu rối loạn ‘xấu’ từ khiếm khuyết, bằng cách chiết tách các chất mang điện tích”.

Được tôi luyện sâu bên trong lớp vỏ Trái đất, perovskite cũng có thể được tổng hợp trong phòng thí nghiệm và có tiềm năng biến đổi nhiều lĩnh vực khác nhau.

Sự thật về perovskite - Vật liệu kỳ diệu vượt trội so với silicon hiện nay
Perovskite đã được ca ngợi là “vật liệu thần kỳ” vì tiềm năng biến đổi hoàn toàn mọi thứ từ năng lượng Mặt trời đến tốc độ internet.

Nó thậm chí có thể nắm giữ “chìa khóa” của siêu kết nối, khi mà một nghiên cứu năm 2017 cho thấy, vật liệu này có thể tăng tốc độ xử lý của máy tính và internet lên đến 1.000 lần.

Miguel Anaya, một nhà nghiên cứu tại Khoa Kỹ thuật Hóa học và Công nghệ Sinh học của Đại học Cambridge, cho biết: “Phương pháp này mở đường cho những hướng đi mới để tối ưu hóa ở quy mô nano, hoạt động tốt hơn cho ứng dụng nhắm tới”.

“Giờ đây, chúng ta có thể xem xét các loại perovskite khác nhau, không chỉ hữu dụng đối với cell pin mặt trời mà còn hiệu quả đối với đèn LED hoặc máy dò và hiểu được nguyên lý hoạt động của chúng”.

Giáo sư khoa học vật liệu Z. Valy Vardeny từ Đại học Utah đã mô tả phát hiện này là “không thể tin được, một vật liệu kỳ diệu” vào năm 2017, sau khi các nhà nghiên cứu cải thiện được hiệu suất ánh sáng Mặt trời - năng lượng của perovskite lên hơn 10 lần chỉ trong vài năm.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Những loại đá quý khiến kim cương cũng trở nên... bình dân

Những loại đá quý khiến kim cương cũng trở nên... bình dân

Kim cương từ lâu đã được coi là loại đá quý hàng " tối thượng", được con người nâng niu trân trọng, thước đo cho địa vị và giàu sang.

Đăng ngày: 16/12/2021
Đoàn thám hiểm liều lĩnh đi vào ngọn núi thiêng ở Tây Tạng: Bên trong rất quái đản!

Đoàn thám hiểm liều lĩnh đi vào ngọn núi thiêng ở Tây Tạng: Bên trong rất quái đản!

Tương truyền, ở đây có một vương quốc biến mất chỉ trong một đêm.

Đăng ngày: 16/12/2021
Kinh hoàng vùng đất băng giá đầy khí cười

Kinh hoàng vùng đất băng giá đầy khí cười "nung nóng" địa cầu

Các nhà khoa học đã phát hiện ra một nguồn khí cười khổng lồ và đáng sợ gọi là Yedoma, một loại băng vĩnh cửu, ảnh hưởng đến sự nóng lên của hành tinh chúng ta.

Đăng ngày: 15/12/2021
Dự án máy bay ném bom khổng lồ của Liên Xô: Quái vật 7 động cơ đi trước thời đại

Dự án máy bay ném bom khổng lồ của Liên Xô: Quái vật 7 động cơ đi trước thời đại

Không thể phủ nhận rằng thời đại Liên Xô đã sinh ra nhiều nhà phát minh, kỹ sư và nhà thiết kế tài năng có khả năng giải quyết các vấn đề phi thực tế.

Đăng ngày: 14/12/2021
Nam Cực - Lục địa chứa đựng đầy đau đớn và hi sinh của loài chó

Nam Cực - Lục địa chứa đựng đầy đau đớn và hi sinh của loài chó

Ở đâu có loài người thì ở đó có dấu chân của loài chó và Nam Cực cũng vậy.

Đăng ngày: 14/12/2021
Phá kỷ lục về điểm đóng băng cuối cùng của nước

Phá kỷ lục về điểm đóng băng cuối cùng của nước

Các nhà khoa học tại Đại học Houston vừa phá kỷ lục về điểm đóng băng của nước, đồng thời khám phá ra ý nghĩa to lớn của điều này trong các hệ thống năng lượng và hàng không.

Đăng ngày: 14/12/2021
Cuộc đào thoát của phi công Liên Xô, lái chiếc máy bay tối mật nhưng hạ cánh nhầm xuống sân bay NATO

Cuộc đào thoát của phi công Liên Xô, lái chiếc máy bay tối mật nhưng hạ cánh nhầm xuống sân bay NATO

Các chuyên gia, binh sỹ NATO mong đợi viên phi công Liên Xô sẽ mắc sai lầm chết người khi cho máy bay hạ cánh và chiếc máy bay bí mật thế hệ mới nhất sẽ nằm trong tay họ.

Đăng ngày: 14/12/2021
Tiêu điểm
Khoa Học News