اختصاصی شبکه علمی ثریا- پنل های خورشیدی که به عنوان فتوولتائیک نیز شناخته می شوند برای تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته به دستگاه های نیمه هادی یا سلول های خورشیدی متکی هستند. برای تولید برق، سلولهای خورشیدی به یک میدان الکتریکی نیاز دارند تا بارهای مثبت را از بارهای منفی جدا کند. برای دستیابی به این میدان سازندگان معمولا سلول خورشیدی را با مواد شیمیایی می سازند تا یک لایه از دستگاه بار مثبت و لایه دیگر بار منفی داشته باشد. این طراحی چند لایه تضمین میکند که الکترونها از سمت منفی دستگاه به سمت مثبت جریان یابند که این مسئله عاملی کلیدی در پایداری و عملکرد دستگاه است. اما استفاده از مواد شیمیایی و سنتز لایهای مراحل پرهزینهای را به تولید سلولهای خورشیدی اضافه میکند. اکنون، تیمی از محققان به رهبری دانشمندان آزمایشگاه ملی لارنس برکلی (DOE) با همکاری دانشگاه کالیفرنیا راه حل منحصر به فردی را پیدا کرده اند که رویکرد ساده تری را برای تولید سلول های خورشیدی ارائه می دهد.استفاده از یک ماده کریستالی و یک دستگاه با میدان الکتریکی داخلی خاصیتی را ایجاد می کنند که دانشمندان آن را «فروالکتریک» مینامند.
ماده فروالکتریک جدید که در آزمایشگاه از تریبرومید سزیم و ژرمانیوم تولید می شود راه را به روی رویکرد آسانتری برای ساخت دستگاههای سلول خورشیدی باز میکند. بر خلاف مواد معمولی کریستالهای (CGB) ذاتاً دو قطبی هستند یک طرف کریستال بارهای مثبت و طرف دیگر بارهای منفی ایجاد میکند. علاوه بر فروالکتریک بودن (CGB) یک پروسکیت هالید بدون سرب است یک دسته نوظهور از مواد مورد استفاده در سلول های خورشیدی که به دلیل مقرون به صرفه بودن و سهولت سنتز در مقایسه با سیلیکون محققان را مجذوب خود کرده است. اما بسیاری از پروسکیت هالیدها با بهترین عملکرد نیز به طور طبیعی حاوی عنصر سرب هستند. به گفته محققان بقایای سرب حاصل از تولید و دفع مواد در سلول های خورشیدی میتواند محیطزیست را آلوده کرده و نگرانیهای بهداشتی و عمومی ایجاد کند. به این دلایل، محققان به دنبال فرمولهای هالید پروسکیتی هستند که بدون کاهش عملکرداستفاده از سرب را کنار بگذارند.
اگر بتوانید یک ماده بدون سرب را در سلول های خورشیدی تصور کنید می بینید که نه تنها انرژی را از خورشید به خوبی در یافت می کند بلکه دارای یک میدان الکتریکی طبیعی است که خود به خود تشکیل شده است این موضوع برای صنایع الکترونیک بسیار هیجان انگیز است. این کار توسط پیدونگ یانگ، متخصص برجسته نانومواد در زمینه نانوسیم های نیمه هادی یک بعدی برای فناوری های جدید سلول های خورشیدی و فتوسنتز مصنوعی انجام شده است. او دانشمند ارشد دانشکده در بخش علوم و مواد آزمایشگاه برکلی و استاد شیمی و علم و مهندسی مواد در دانشگاه کالیفرنیا است. (CGB) میتواند نسل جدیدی از دستگاههای سوئیچینگ، حسگرها و حافظههای فوقپایدار را که به نور پاسخ میدهند، ارتقا دهد.
پروسکیت هالیدها معمولاً با استفاده از روشهای پوششدهی محلول و کمهزینه مانند پوشش اسپین یا چاپ جوهر افشان ساخته میشوند و بر خلاف سیلیکون که برای تولید به دمای پردازش حدود ۲۷۳۲ درجه فارنهایت نیاز دارد پروسکیت ها به راحتی در دمای حدود ۳۰۰ درجه فارنهایت پردازش می شوند که این دمای پردازش پایین به طور چشمگیری هزینه های مصرف انرژی را کاهش می دهد. اما پروسکیت ها علیرغم افزایش استفاده در بخش انرژی خورشیدی تا زمانی که محققان بر چالش های طولانی مدت آنها در سنتز و پایداری محصول و پایداری مواد غلبه نکنند آماده بازار نیستند. پروسکیت ها از سه عنصر مختلف متبلور می شوند و هر کریستال پروسکیت با فرمول شیمیایی (ABX3) مشخص می شود. بیشتر مواد پروسکیت فروالکتریک نیستند زیرا ساختار اتمی کریستالی آنها مانند دانه های برف متقارن است. در چند دهه گذشته، محققان انرژی های تجدیدپذیر مانند رامش و یانگ در جستجوی پروسکیت های عجیب و غریب با پتانسیل فروالکتریک به ویژه پروسکیت های نامتقارن بودند.
چند سال پیش ژانگ که محقق و دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه کالیفرنیا در آزمایشگاه بود به این فکر کرد که چگونه می تواند پروسکیت فروالکتریک بدون سرب بسازد. او این نظریه را مطرح کرد که قرار دادن یک اتم ژرمانیوم در مرکز پروسکیت بلورینگی آن را به قدری مخدوش می کند که فروالکتریسیته ایجاد می کند. علاوه بر این یک پروسکیت مبتنی بر ژرمانیوم می تواند مواد سرب را آزاد کند. اما با وجود اینکه ژانگ روی ژرمانیوم پیشرفت کرده بوداما هنوز ابهاماتی وجود داشت. به هر حال، ایجاد بهترین فرمول پروسکیت بدون سرب و فروالکتریک مانند یافتن یک سوزن در انبار کاه بود.
بنابراین یانگ، ژانگ و تیم او با گریفین، دانشمند بخش ریختهگری مولکولی و علوم مواد آزمایشگاه برکلی که در طراحی مواد جدید برای کاربردهای مختلف، از جمله محاسبات کوانتومی و میکروالکترونیک تخصص داشت همکاری کردند. با پشتیبانی پروژه مواد، گریفین از ابررایانههای مرکز محاسبات علمی تحقیقات انرژی ملی (NERSC) برای انجام محاسبات نظری پیشرفته بر اساس روشی به نام تئوری چگالی عملکردی استفاده کرد. این محاسبات ساختار اتمی و گونههای شیمیایی را بهعنوان ورودی میگیرد و میتواند ویژگیهایی مانند ساختار الکترونیکی و فروالکتریکی را پیشبینی کند. گریفین و تیمش (CGB) را که تنها پروسکیت غیرآلی است از تمام جنبهها بررسی کردند وسرب آن را به صفر رساندند. ساختار اتمی آن نامتقارن و شبیه یک لوزی است و فرمول شیمیایی آن (CeGeBr3) با ساختار مشخص پروسکیت (ABX3) مطابقت دارد. محققان این نظریه را مطرح کردند که قرارگیری نامتقارن ژرمانیوم در مرکز کریستال پتانسیلی ایجاد می کند که مانند یک میدان الکتریکی، الکترون های مثبت را از الکترون های منفی جدا می کند تا الکتریسیته تولید کند.
اندازه گیری پتانسیل فروالکتریک (CGB):
برای پی بردن به این موضوع، ژانگ نانوسیم های کوچک با (قطر ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ نانومتر) و نانو صفحاتی با قطر حدود (۶۰۰ نانومتر ضخامت و ۱۰ میکرون عرض) از (CGB) تک کریستالی را با کنترل و دقت استثنایی تولید کرد. یانگ میگوید: آزمایشگاه من سالهاست که در تلاش بوده تا بفهمد که چگونه سرب را با مواد دیگر جایگزین کند. آزمایشات اشعه ایکس در منبع نور پیشرفته، ساختار کریستالی نامتقارن (CGB) را نشان داد که یک سیگنال فروالکتریکی است. آزمایشهای میکروسکوپ الکترونی نیز شواهد بیشتری از فروالکتریکی بودن (CGB) را کشف کرد. در این ساختار اتمی یک جابجایی در مرکز آن توسط ژرمانیوم انجام شده است.
در همین حال، آزمایشهای اندازهگیری الکتریکی که در آزمایشگاه رامش توسط ژانگ و اریک پارسونت، محقق دانشجوی فارغالتحصیل فیزیک دانشگاه برکلی انجام شد یک قطبیت قابل تغییر در (CGB) را نشان داد. اما آزمایش نهایی اندازهگیریهای رسانایی نوری در آزمایشگاه UC برکلی بود که نتیجهای لذتبخش و شگفتانگیز داشت. محققان دریافتند که جذب نور (CGB) قابل تنظیم است و طیف نور مرئی تا فرابنفش (۱.۶ تا ۳ الکترون ولت) را در بر می گیرد که محدوده ایده آلی برای ایجاد راندمان تبدیل انرژی بالا در یک سلول خورشیدی است. چنین قابلیت تنظیمی به ندرت در فروالکتریک های سنتی یافت می شود. هنوز کارهای بیشتری باید انجام شود تا مواد (CGB) بتوانند در یک سلول خورشیدی تجاری به کار روند. ماده فروالکتریک پروسکیت هالید به طرز شگفتآوری همه کاره است. همه مشتاقانه منتظر آزمایش پتانسیل واقعی آن در یک دستگاه فتوولتائیک واقعی هستند.
تصویر دیدنی از رنگین کمان امروز تهران
آیفون تاشو به زودی با ظاهری شیک تولید میشود+عکس
تصویب سند ملی معماری و شهرسازی ایرانی- اسلامی
تأیید انتخاب رئیس دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نسل جدید بمبافکنها برای رقابت با آمریکا در راه است
فضاپیمای پرسروصدای بوئینگ هنگام پرتاب مشکل پیدا کرد+عکس
آیپد ایر ۲۰۲۴ با ظاهری چشمنواز و رنگهایی جذاب+عکس
رولزرویس کولینان ۲۰۲۵ با ظاهری خشن میآید+عکس
ضرورت توجه به هنرِ حکمی در دانشگاهها
آغاز بررسی جزئیات پیشنویس سند ملی توسعه علوم و فناوریهای کوانتومی
قسمتهای داخلی همه خودروها در این فصل سرطانزا میشوند
سیاهچالههای فضایی را چطور ببینیم؟
۳۸هزار میلیارد عملیات در ثانیه کاری که تراشه اپل انجام میدهد
راه حل عالی و جدید برای گرمایش زمین پیدا شد
نقشه متروی فضایی برای سفرهای فضایی منتشر شد+عکس
جواهری در گونی در نمایشگاه کتاب رونمایی شد
کتاب جدید بهناز ضرابی زاده با نام پری خانه ما رونمایی میشود
نوزدهمین مجمععمومی دانشگاهها و مؤسسات آموزش عالی کشور برگزار میشود
جامعه اسلامی دانشجویان اشغال گذرگاه رفح را محکوم کرد
معدن بعد از نفت دومین زمینه ثروت آفرینی برای کشور است
امروز؛ آخرین مهلت ثبتنام آزمون زبان MSRT اردیبهشت ۱۴۰۳
کیفیسازی خدمات دانشجویی در دستور کار قرار دارد
پاسخ به۲۰سوال کلیدی داوطلبان کنکور درباره ایجاد سابقهتحصیلی و ترمیم نمره
حمایت سازمان ثبت از استعدادهای درخشان
هر رشتهای تأسیس شود پیوست اشتغال خواهد داشت
اولین پارتی شبیه سازی شده با هوش مصنوعی برگزار شد
هفته خوابگاههای دانشجویی مقارن با دهه کرامت در اردیبهشت ماه برگزار میشود
ربان انساننمای زن چری به ایران میآید+عکس
مرسدس بنز ترکیبی از دو خودروی خود را ساخت+عکس
زمان واریز وام تحصیلی نیمسال دوم ۱۴۰۴-۱۴۰۳ دانشجویان علوم پزشکی
اگر انسان درون سیاهچاله سقوط کند چه اتفاقی میافتد؟
۲۰۰ نفر در دانشگاه علوم پزشکی شهیدبهشتی جذب می شوند
خفاش سرچکشی موجودی بازمانده دوران باستانی+عکس
ضرورت توجه به هنر حکمی در دانشگاهها
دانشجویان بین الملل دانشگاه های علوم پزشکی تجمع می کنند
باغ گیاه شناسی ملی ایران
شادابسازی و مرمت ۱۱۰ هزار کلاس درس تا مهرماه
آغاز ثبتنام الکترونیکی کلاس اولیها / فعلا اتباع خارجی ثبتنام نمیشوند
جزییات سومین دوره آموزشی حلقههای میانی حامیم در دانشگاه علامه اعلام شد
کتاب آقاسید محمودبه نمایشگاه کتاب می آید
مسابقه کتابخوانی هشتبهشت با ۳۵ جایزه ویژه به مناسبت سیوپنجمین نمایشگاه بینالمللی کتاب تهران
دانشگاه لوزان به دنبال پایان دادن به اعتراضات ضد اسرائیلی
قوانین جدید استفاده دانشجویان از شبکههای مجازی اعلام شد
تصویب قانون مالکیت فکری جهاد دانشگاهی در آیندهای نزدیک/ متخصصان جهاد دانشگاهی پای کار آمدند
شهدا و کودکان غزه دانشگاههای اروپا و آمریکا را فتح کردند
مساله فلسطین محور بازسازی جنبش دانشجویی در جهان شده است
بورسیه دستیاران تخصصی پزشکی برای ارائه خدمت در رشتههای مورد نیاز
رونمایی از شب آبستن در نمایشگاه کتاب تهران
کتاب حضرت فاطمه (س) رونمایی میشود
سیر تکامل آموزش و پرورش در ایران/ از کجا به کجا میرویم؟
بازنگری و اصلاح قانون تاسیس و اداره مدارس غیردولتی
ثبت رکورد تاریخی دانشگاه تبریز با صعود ۲۸ پلهای در نظام رتبهبندی تایمز
۷۰ دانشگاه علوم پزشکی در کشور داریم
لزوم اصلاح نظام تعرفه گذاری ترجیحی برای جذب دانشجو در رشتههای کم اقبالتر علوم پزشکی
دستورالعمل اجرای اعطای پایههای استحقاقی اعضای هیئت علمی ابلاغ شد
دو دانشجوی اردبیلی برگزیده جایزه البرز سال ۱۴۰۳ شدند
آغاز ثبتنام کلاس اولیها از فردا/ داشتن برگه سنجش سلامت شرط ثبتنام
نشریات دانشجویی توان نشر دستاوردهای علمی دانشگاهها را در سطح ملی دارند
اخذ مجوز دانشبنیان توسط یکی از شرکتهای شکلگرفته از سازمان جهاددانشگاهی صنعتی شریف
امیدواریم بتوانیم به رزیدنتها بالای ۲۰ میلیون تومان پول پرداخت کنیم
معدل سنی اعضای هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی؛ ۵۱ سال
دومین نشست مدیران امور دانشجویی دانشگاهها و موسسات آموزش عالی در اردیبهشتماه برگزار میشود
انتصاب رییس مرکز برنامهریزی راهبردی و توسعه منابع دانشگاه شریف
انتصاب رییس مرکز برنامهریزی راهبردی و توسعه منابع دانشگاه شریف
دانشجویان آزادیخواه حامی غزه را با شرایط ویژه پذیرش میکنیم
نتایج فراخوان جذب مدرس حقالتدریس دانشگاه علمی کاربردی اعلام شد
معرفی برندگان پولیتزر ۲۰۲۴ در بخش روزنامهنگاری و کتاب
دانش بنیانهای کرمانشاه؛ چشم به راهِ احداث شهرک فناوری
مهلت تغییر محل آزمون دانشجویان پیام نور تمدید شد
راهاندازی دوره ارشد زیست فناوری در دانشگاه تربیت مدرس
ابلاغ یک مصوبه شورای عالی انقلاب فرهنگی از سوی رئیسی
آخرین مهلت ثبت نام در اولین المپیاد ورزشی فناورانه دانشجویی اعلام شد
شکستن حرمت معلم از هیچ شخصی پذیرفته نیست
ارائه یک ساعت مشاوره در مدارس به ازای هر ۱۲ دانشآموز
دستورالعمل اجرای اعطای پایههای استحقاقی اعضای هیات علمی
مشق خبرنگاری در کسوت دانشجویی/تیتر ۱۳؛ جشنوارهای برای ۳۷۰۰ عنوان نشریه دانشگاهی
نوجوانی که بعد از دعوا با نامادری، اقیانوسگَرد شد
نمایشگاه مجازی کتاب آغاز به کار کرد
انتصاب دبیرکل جدید اتحادیه انجمنهای اسلامی دانشآموزان
کارگروه تحقق فرامین رهبری در وزارت آموزشوپرورش تشکیل شد
بازسازی چهره زن عراقی ۷۵ هزار ساله با اسکن سه بعدی+عکس
سونی برای آدمها کولر همراه ساخت+عکس
تلاش سیا برای دزدیدن زیردریایی هستهای
کشف اتفاقی یک شهاب سنگ در لرستان+عکس
بی ام و وانت اتوماتیک ضدخش تولید کرد+عکس
زیباترین کهکشان مارپیچی که با تسکوپهای آماتوری هم دیده میشود+عکس
ربان انساننمای زن چری به ایران میآید+عکس
اطلاعات فاش شده درباره پرچمداران ۲۰۲۴ هواوی +عکس
سدان ال ۹۰ هم بومی سازی شد+عکس
جزئیات هوش مصنوعی آیفون فاش شد
رولزرویس کولینان ۲۰۲۵ با ظاهری خشن میآید+عکس
پیش بینی دانشمندان درباره مرگ زمین و پایان حیات
راه حل عالی و جدید برای گرمایش زمین پیدا شد
فشارهای اتحادیه اروپا عملکرد اپل را تغییر داد
ژاپن به دنیال اینترنت نسل ششم است
اولین پارتی شبیه سازی شده با هوش مصنوعی برگزار شد
نقشه متروی فضایی برای سفرهای فضایی منتشر شد+عکس
آیفون تاشو به زودی با ظاهری شیک تولید میشود+عکس
چینیها از کپی تسلا رونمایی کردند+عکس
اسپاتیفای یکی از قابلیتهای خود را بیخبر پولی کرد
ناسا یک پیام از فضا در نزدیکی زمین دریافت کرد
۸۰۰۰ هزار سال پیش چگونه انسانهای اولیه به این غار تاریک در فرانسه رفتند
فضاپیمای پرسروصدای بوئینگ هنگام پرتاب مشکل پیدا کرد+عکس
ظاهر عجیب جدیدترین خودروی فراری با یک موتور ۱۲ سیلندر+عکس
۳۸هزار میلیارد عملیات در ثانیه کاری که تراشه اپل انجام میدهد
دمای عجیب و غریب این سیاره گازی در فضا ثبت شد
شیوه صحیح امر به معروف و نهی از منکر مطابق با سیره امام صادق (ع)
آمار نهایی انتخاب رشته در آزمون دکتری سال ۱۴۰۳ اعلام شد
اعلام جدیدترین نتایج اعتباربخشی دانشکدههای پزشکی کشور
مقایسه صحنه اعتراضات دانشجویی در ایران و آمریکا
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.