稳定的钙钛矿;石墨烯nanotransistor;三维打印后向散射。
稳定的钙钛矿
EPFL和科尔多瓦大学的科学家发现了一种改进的稳定性钙钛矿的太阳能电池。虽然钙钛矿显示承诺效率太阳能电池,它们柔软的晶体材料和容易随着时间的推移,由于分解问题。通过引入大型有机阳离子胍盐(CH6N3 +) methylammonium碘化铅钙钛矿,团队的太阳能电池停止降解效率19%。
胍盐阳离子插入到钙钛矿晶体结构和提高材料的整体热和环境稳定,克服在战场上被称为“Goldschmidt公差因素限制。“这是一种钙钛矿晶体的稳定性的指标,它描述了如何兼容特定的离子。理想Goldschmidt公差因子应低于或等于1;胍盐只有1.03。
马小说的稳定性试验(1 - x) GuaxPbI3钙钛矿材料在连续光照明与先进的MAPbI3。装置的示意图也提供了体系结构和模拟晶体结构(来源:抗议Nazeeruddin /欧洲)
研究发现,胍盐的加入显著提高了材料钙钛矿的稳定,同时提供一个平均功率转换效率超过19%(19.2±0.4%)和稳定这1000小时连续光照明下的性能。科学家估计,这相当于1333天(或3.7年)的实际使用,大大提振的能力。
石墨烯nanotransistor
研究人员从电子探针,美因茨的马克斯·普朗克聚合物研究所,和加州大学伯克利分校的构造石墨烯带的制作都能够被用作晶体管组件。
石墨烯通常是导电材料,但可以成为一个超导体nanoribbons的形式。的带隙nanoribbons取决于其特定的原子结构。石墨烯由等边六边形碳以来,边境可能曲折或所谓的扶手椅的形状,这取决于丝带的方向。而与锯齿形边缘像金属乐队,他们成为半导体与扶手椅边。
创建nanoribbons通过减少一层石墨烯或碳纳米管风险不规则边缘没有所需的电气性能。而不是减少,团队长丝带9个原子的宽度与常规的扶手椅边前体分子。准备的特殊分子蒸发在超高真空。经过几个流程步骤,它们结合起来,就像拼图游戏一样的黄金基地形成所需的nanoribbons 50纳米的纳米宽度和长度。
微小的丝带行遍躺在金衬底。(来源:电子探针)
这些结构现在有一个相对较大的,最重要的是,精确定义能源缺口。这使研究人员将石墨烯带集成到nanotransistors。
最初,然而,第一次尝试没有成功:测量显示的差异”“国家之间的电流与外加电压(即)和“关闭”状态(没有外加电压)是太小了。问题是氧化硅的介电层,连接半导体层的电气开关触点。为了获得所需的属性,它需要50纳米厚,进而影响电子的行为。
然而,研究人员随后成功地大幅减少这一层通过氧化铪(HfO2)而不是硅氧化物作为电介质材料,使得只有1.5纳米薄层和震级较高的“on”流式订单。
nanoribbons是位于纵横交错的晶体管衬底,但是团队说最好是准确地对齐他们沿着晶体管通道减少当前高水平的经营不善的nanotransistors。
三维打印后向散射
华盛顿大学的研究人员开发3 d印制塑料对象和传感器,使用后向散射商业无线接收器发送信息,替换一些函数通常由电子元件和机械运动激活弹簧、齿轮、开关和其他地方,可以3 d印刷。
后向散射系统使用天线传输数据通过反射无线路由器发出的无线电信号或其他设备。在这种情况下,天线包含在3 d打印对象印刷导电长丝制成的混合塑料和铜。
物理运动触发齿轮和弹簧对象造成导电切换到其他地方的间歇性连接或断开连接天线和改变其反射状态。
信息编码的存在与否齿齿轮。能量从一个螺旋弹簧驱动齿轮系统,和齿轮齿的宽度和模式控制多长时间后向散射开关使接触天线,创建可以解码模式反映了信号的无线接收器。
在这个后向散射系统,天线嵌入在一个3 - d打印对象(中)反映了无线路由器发出的无线电信号(左)编码的信息“读”的无线接收器在一个手机,电脑或其他设备(右)。(来源:华盛顿大学)
团队印刷不同的工具,能够感觉并成功发送信息到其他连接设备:风速表、水流量计和规模。他们也打印一个流量计用于跟踪和洗衣皂,试管夹,可用于库存管理或测量每个试管的液体量。
团队的CAD模型是向公众开放。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
即使与效率因素在3.7年钙钛矿太阳能电池板需要10比半导体便宜是竞争力。除非应用程序很短的寿命,像一件外衣,或者一个儿童玩具。