Une nouvelle façon de dynamiser les nanomatériaux pour les applications électroniques –

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  • Les scientifiques des matériaux de l’UCLA et leurs collègues ont découvert que les pérovskites, une classe de matériaux prometteurs qui pourraient être utilisés pour les cellules solaires et les LED à faible coût et haute performance, ont un composant moléculaire inutilisé auparavant qui peut encore affiner la propriété électronique des pérovskites.

    Nommés d’après le minéralogiste russe Lev Perovski, les matériaux de pérovskite ont une structure cristalline de molécules inorganiques comme celle de la céramique, ainsi que des molécules organiques entrelacées. Jusqu’à présent, ces molécules organiques semblaient ne servir qu’une fonction structurelle et ne pouvaient pas contribuer directement aux performances électroniques des pérovskites.

    Dirigée par l’UCLA, une nouvelle étude montre que lorsque les molécules organiques sont conçues correctement, elles peuvent non seulement maintenir la structure du réseau cristallin, mais également contribuer aux propriétés électroniques des matériaux. Cette découverte ouvre de nouvelles possibilités pour améliorer la conception des matériaux qui conduiront à de meilleures cellules solaires et LED. L’étude détaillant la recherche a été récemment publiée dans Science.

    “C’est comme trouver un vieux chien qui peut jouer de nouveaux tours”, a déclaré Yang Yang, professeur d’ingénierie Carol et Lawrence E. Tannas Jr. à la UCLA Samueli School of Engineering, qui est le principal chercheur de la recherche. «En science des matériaux, nous regardons tout le chemin jusqu’à la structure atomique d’un matériau pour une performance efficace. Nos post-doctorants et étudiants diplômés n’ont rien pris pour acquis et ont creusé plus profondément pour trouver une nouvelle voie.

    Afin de fabriquer un matériau pérovskite plus performant, les chercheurs ont incorporé une molécule organique spécialement conçue, un ammonium organique contenant du pyrène. À l’extérieur, la molécule d’ammonium chargée positivement connectée à des molécules de pyrène – un quadruple cycle d’atomes de carbone. Cette conception moléculaire offrait une accordabilité électronique supplémentaire des pérovskites.

    «La propriété unique des pérovskites est qu’elles présentent l’avantage des semi-conducteurs inorganiques de haute performance, ainsi qu’une transformabilité facile et économique des polymères», a déclaré Rui Wang, co-auteur principal de l’étude, chercheur postdoctoral à l’UCLA en science et ingénierie des matériaux. . «Ce matériau pérovskite nouvellement amélioré offre maintenant des opportunités pour des concepts de conception améliorés avec une meilleure efficacité.

    Pour démontrer l’efficacité accrue des pérovskites, l’équipe a construit un prototype de cellule photovoltaïque (PV) avec les matériaux, puis l’a testé sous une lumière continue pendant 2000 heures. La nouvelle cellule a continué à convertir la lumière en énergie à 85% de son efficacité d’origine. Cela contraste avec une cellule PV faite des mêmes matériaux, mais sans la molécule organique modifiée ajoutée, qui n’a conservé que 60% de son efficacité d’origine.

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Université de Californie – Los Angeles. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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