Μια νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Nature Nanotechnology και κοσμεί το εξώφυλλο του περιοδικού αυτό τον μήνα, αποκάλυψε σημαντικές πληροφορίες για τις μικροσκοπικές δομές που θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στην ηλιακή ενέργεια.
Ερευνητές από το Τμήμα Χημικής Μηχανικής και Βιοτεχνολογίας (CEB) διαπίστωσαν ότι δυναμικά νανοδομικά στοιχεία μέσα σε περοβσκίτες αλογονιδίων μολύβδου – υλικά αιχμής στην καινοτομία των ηλιακών κυττάρων – κρατούν το κλειδί για την ενίσχυση της αποδοτικότητας και της σταθερότητάς τους. Τα ευρήματα αποκαλύπτουν τη φύση αυτών των μικροσκοπικών δομών και πώς επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο τα ηλεκτρόνια ενεργοποιούνται από το φως και μεταφέρονται μέσω του υλικού, προσφέροντας πολύτιμες γνώσεις για πιο αποδοτικά ηλιακά κύτταρα.
Διεθνής συνεργασία και πρωτοποριακή μεθοδολογία
Η μελέτη καθοδηγήθηκε από τον Milos Dubajic και τον καθηγητή Sam Stranks από την Ομάδα Φασματοσκοπίας Οπτοηλεκτρονικών Υλικών και Συσκευών στο CEB, σε συνεργασία με διεθνές δίκτυο ερευνητών, με βασικές συνεισφορές από το Imperial College London, το UNSW Sydney, το Colorado State University, το ANSTO Sydney και σύγχρονες εγκαταστάσεις σύγχροτρου σε Αυστραλία, Ηνωμένο Βασίλειο και Γερμανία.
Η έρευνά τους δείχνει ότι κατανοώντας τη συμπεριφορά αυτών των νανοδομών, οι μηχανικοί μπορούν να ρυθμίσουν τις ιδιότητες των περοβσκιτών για να βελτιώσουν την απόδοση και τη διάρκεια ζωής των ηλιακών κυττάρων. Μέχρι σήμερα, η μεταβαλλόμενη φύση αυτών των νανοδομών δεν είχε γίνει πλήρως κατανοητή, αλλά η παρούσα μελέτη υποδηλώνει ότι η κατανόηση της συμπεριφοράς τους μπορεί να επιτρέψει στους περοβσκίτες να φτάσουν στο μέγιστο των δυνατοτήτων τους.
Δηλώσεις των επικεφαλής ερευνητών
Ο Milos δήλωσε:
«Με την κατανόηση της δυναμικής φύσης αυτών των νανοδομών, μπορούμε δυνητικά να ελέγξουμε τη συμπεριφορά τους ώστε να βελτιώσουμε την απόδοση των ηλιακών κυττάρων και άλλων οπτοηλεκτρονικών συσκευών. Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στο να ξεπεράσουμε τα όρια της αποδοτικότητας στην ενεργειακή μετατροπή».
Ο καθηγητής Sam Stranks, κύριος ερευνητής της ομάδας, πρόσθεσε:
«Αυτή η έρευνα μας φέρνει πιο κοντά στην κατανόηση της περίπλοκης νανοκλίμακας αυτών των υλικών. Ξεκλειδώνοντας τα μυστικά των δυναμικών νανοδομών, μπορούμε να βοηθήσουμε στην επιτάχυνση της ανάπτυξης τεχνολογιών ηλιακών κυττάρων με βάση τους περοβσκίτες και να τις καταστήσουμε πιο βιώσιμες λύσεις για την παγκόσμια μετάβαση προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας».
Μια συμβολή στη μετάβαση σε βιώσιμες ενεργειακές λύσεις
Η μελέτη βασίζεται στο ευρύτερο έργο της ομάδας για την ανάπτυξη πιο αποδοτικών και βιώσιμων ενεργειακών λύσεων μέσω της επιστήμης των υλικών. Με την προώθηση της κατανόησης υλικών όπως οι περοβσκίτες αλογονιδίων μολύβδου, η ομάδα στοχεύει στην αντιμετώπιση παγκόσμιων προκλήσεων που σχετίζονται με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή.
Περισσότερες πληροφορίες: Milos Dubajic et al, Δυναμικές νανοπεριοχές υπαγορεύουν μακροσκοπικές ιδιότητες σε περοβσκίτες αλογονιδίων μολύβδου, Nature Nanotechnology (2025). DOI: 10.1038/s41565-025-01917-0
Πληροφορίες περιοδικού: Nature Nanotechnology