Elektronika.lt
 2024 m. lapkričio 7 d. Projektas | Reklama | Žinokite | Klausimai | Prisidėkite | Atsiliepimai | Kontaktai
Paieška portale
EN Facebook RSS

 Kas naujo  Katalogas  Parduotuvės  Forumas  Tinklaraščiai
 Pirmas puslapisSąrašas
 NaujienosSąrašas
 StraipsniaiSąrašas
 - Elektronika, technika
 - Kompiuterija
 - Telekomunikacijos
 - Įvykiai, visuomenė
 - Pažintiniai, įdomybės
 Vaizdo siužetaiSąrašas
 Nuolaidos, akcijosSąrašas
 Produktų apžvalgosSąrašas
 Naudingi patarimaiSąrašas
 Vykdomi projektaiSąrašas
 Schemų archyvasSąrašas
 Teorija, žinynaiSąrašas
 Nuorodų katalogai
 Įvairūs siuntiniai
 Bendravimas
 Skelbimai ir pasiūlymai
 Elektronikos remontas
 Robotų kūrėjų klubas
 RTN žurnalo archyvas






 Verta paskaityti
Lapkričio 7 d. 14:37
Kokią bendrą ateitį gali turėti viešasis sektorius ir dirbtinis intelektas?
Lapkričio 7 d. 11:29
Su antrąja puse nesutariate, kur eiti vakarienės? Nuo šiol ginčuose tašką dės „Google Maps“
Lapkričio 7 d. 08:22
Mokėjimai monetomis ir banknotais artėja link išnykimo ribos. Ekspertai pateikia tris scenarijus, kaip bus toliau
Lapkričio 6 d. 20:11
Televizoriai, kurie jums suteiks išskirtinę vaizdo kokybę
Lapkričio 6 d. 17:38
KTU viešėjęs kibernetinio saugumo ekspertas Alessandro Guarino: Italijoje saugumo internete mokomi jau pradinukai
Lapkričio 6 d. 14:51
KTU mokslininkai siekia ištirti sunkiai apčiuopiamas žmonių emocijas medijose karo kontekste
Lapkričio 6 d. 11:37
Proveržis sąmoningo sapnavimo srityje: startuolis teigia, kad pirmą kartą pasaulyje sapnuose palaikomas abipusis ryšys
Lapkričio 6 d. 08:27
„Xiaomi“ oficialiai pristatė naująją „HyperOS 2.0“ platformą
Lapkričio 5 d. 20:32
Skirtingos galios sistemos viename automobilyje: ką rinktis ir kodėl?
Lapkričio 5 d. 17:37
Ateities pasaulio vizija inžinerijos studentų akimis – robotai geresnei emocinei sveikatai
FS25 Tractors
Farming Simulator 25 Mods, FS25 Maps, FS25 Trucks
ETS2 Mods
ETS2 Trucks, ETS2 Bus, Euro Truck Simulator 2 Mods
FS22 Tractors
Farming Simulator 22 Mods, FS22 Maps, FS25 Mods
VAT calculator
VAT number check, What is VAT, How much is VAT
LEGO
Mänguköök, mudelautod, nukuvanker
Thermal monocular
Thermal vision camera,
Night vision ar scope,
Night vision spotting scope
FS25 Mods
FS25 Harvesters, FS25 Tractors Mods, FS25 Maps Mods
Dantų protezavimas
All on 4 implantai,
Endodontija mikroskopu,
Dantų implantacija
FS25 Mods
FS25 Maps, FS25 Cheats, FS25 Install Mods
GTA 6 Weapons
GTA 6 Characters, GTA 6 Map, GTA 6 Vehicles
FS25 Mods
Farming Simulator 25 Mods
Reklama
 Straipsniai » Elektronika, technika Dalintis | Spausdinti

Bismuto feritas padeda įminti saulės elementams tinkamų medžiagų paslaptis

Publikuota: 2011-10-02 15:02
Tematika: Elektronika, technika
Skirta: Mėgėjams
Aut. teisės: ©MokslasPlius.lt
Inf. šaltinis: MokslasPlius.lt

Jeigu sugerdami šviesą saulės elementai pajėgtų sukurti aukštesnes įtampas, šio įrenginiai pagamintų kur kas daugiau elektros energijos. Jau daugiau kaip 50 metų mokslininkai žino, jog feroelektrikai – medžiagos, kurių atominė sandara joms leidžia pasižymėti visišku elektriniu poliarizuotumu – gali sugeneruoti itin aukštas fotoįtampas. Iki pat dabar niekas nesugebėjo išaiškinti, kaip tiksliai vyksta šis fotovoltinis procesas.

 Rodyti komentarus (0)
Įvertinimas:  1 2 3 4 5 

Bismuto feritas padeda įminti saulės elementams tinkamų medžiagų paslaptisJeigu sugerdami šviesą saulės elementai pajėgtų sukurti aukštesnes įtampas, šio įrenginiai pagamintų kur kas daugiau elektros energijos. Jau daugiau kaip 50 metų mokslininkai žino, jog feroelektrikai – medžiagos, kurių atominė sandara joms leidžia pasižymėti visišku elektriniu poliarizuotumu – gali sugeneruoti itin aukštas fotoįtampas. Iki pat dabar niekas nesugebėjo išaiškinti, kaip tiksliai vyksta šis fotovoltinis procesas.

Visai neseniai JAV Energijos departamento Lorenco Berklio nacionalinės laboratorijos ir Kalifornijos universiteto Berklyje specialistai įminė aukštos įtampos paslaptį vienoje feroelektrinėje medžiagoje ir nustatė, jog tas pats principas turėtų galioti ir kitose panašios sandaros dariniuose. Mokslininkų komandos darbas publikuotas „Physical Review Letters“ žurnale.

„Mes nagrinėjome itin plonas bismuto ferito (BiFeO3) plėveles, kurias laboratorijoje užaugino mūsų kolega Ramamortis Ramešas (Ramamoorthy Ramesh), – pasakoja tyrimams vadovavęs Džoelis Ageris (Joel Ager) iš Berklio laboratorijos Medžiagų mokslo padalinio. – Šios plonosios plėvelės turi sritis, vadinamas domenais, kur elektrinio poliarizuotumo kryptis yra skirtingos. R. Ramešo vadovaujama komanda sugeba pagaminti plėveles, kuriose galima valdyti domenų sandarą.“

Kadangi bismuto feritas pasižymi įdomiomis savybėmis, Kalifornijos universiteto Berklyje medžiagų mokslo, inžinerijos ir fizikos profesoriaus R. Ramešo vadovaujama mokslininkų komanda ilgai nagrinėjo šią medžiagą konstruodama įvairius jos pagrindo prietaisus.

Bismuto ferito plėvelės, kurias nagrinėjo D. Ageris su kolegomis, pasižymi unikalia periodine domenine struktūra, nusitęsiančia šimtus mikrometrų. Domenai susiformuoja juostelėmis, kurių matmenys siekia nuo 50 iki 300 nanometrų. Šias juosteles atskiria apie 2 nanometrų storio domenų sienelės. Kiekvienoje iš juostelių elektrinio poliarizuotumo kryptis yra priešinga (lyginant su kaimyninėmis juostelėmis).

Kadangi plonųjų bismuto ferito plėvelių periodinė struktūra yra išsiplėtusi ir domeninė, tyrėjų komandai pavyko išvengti sunkumų, su kuriais susidūrė kitos mokslininkų grupės, bandydamos perprasti kitų feroelektrikų fotovoltinius efektus. Mokslininkai darė prielaidas, jog skirtingas poliarizuotumo kryptis lemia priemaišiniai atomai arba skirtingi polikristalinės medžiagos grūdeliai.

„Labai tiksliai galime nustatyti bismuto ferito elektrinių laukų vietą ir dydį“, – teigia D. Ageris. Taigi mokslininkas kartu su kolegomis sugebėjo „mikroskopiniu lygmeniu perprasti“, kas vyksta kiekviename atskirame domene ir visoje jų sankaupoje.

„Kuomet mes apšvietėme bismuto ferito plėveles, išmatavome labai aukštas įtampas, keliolika kartų viršijančias pačios medžiagos draudžiamosios juostos įtampą, – tęsia tyrėjas. – Atlekiantys fotonai išlaisvina elektronus ir sukuria skyles, tad srovė ima tekėti kryptimi, statmena domenų sienelėms. Šis procesas vyksta nepaisant to, jog nėra sandūros, kuri būdinga saulės elementams, sudarytiems iš neigiamo ir teigiamo legiravimo puslaidininkių.“

Atvirojoje grandinėje srovė teka statmenai domenų sienelėms, todėl tam, kad galėtų ją išmatuoti, tyrėjai prie bismuto ferito plėvelės prijungė platininius elektrinius kontaktus. „Kuo kontaktai yra toliau vienas nuo kito, tuo daugiau domenų sienelių turi įveikti srovė, tad tuo aukštesnė įtampa“.

Tapo aišku, jog domenų sienelės, atskiriančios priešingo elektrinio poliarizuotumo sritis, vaidina svarbiausią vaidmenį augančios įtampos istorijoje. Šie eksperimentiniai pastebėjimai padėjo pamatus išsamiam bismuto ferito krūvininkų pernašos modeliui. Šio darbo ėmėsi kiti Medžiagų mokslo departamento ir Kalifornijos universiteto Berklyje mokslininkai.

Sukurtasis modelis atskleidžia stebinantį ir stebinančiai paprastą proceso, kurio metu kiekvienas priešingos orientacijos domentas sukuria perteklinį krūvį ir perduoda jį savo kaimynui, paveikslą. Kiekvienos domeno sienelės pusės priešingo ženklo krūviai sukuria elektrinį lauką, kuris verčia krūvininkus tolti vienas nuo kito. Vienoje sienelės pusėje susikaupia elektronai, tad skylės yra atstumiamos. Kitoje pusėje susikaupia skylės, o elektronai imasi atstumtųjų vaidmens.

Nors saulės elementų našumas gerokai sumažėja, kuomet elektronai ir skylės nieko nedelsdami rekombinuoja, čia taip negali atsitikti dėl stiprių elektrinių laukų, kuriuos sukuria priešingo poliarizuotumo domenų krūviai.

„Tačiau elektronams ir skylėms reikia vieni kitų draugijos, – toliau tęsia mokslininkas. – Tad jie ir ieško partnerių.“ Skylės ir elektronai pajuda nuo domenų sienelių priešingomis kryptimis – domeno centro link, kur elektrinis laukas yra silpnesnis. Kadangi elektronų yra daugiau nei skylių, iš vieno domeno į kitą pernešami pertekliniai elektronai. Jie visi juda ta pačia bendros srovės kryptimi.

„Tai tarsi žmonių grandinė, kuri darniai perduoda elektronus iš vieno domeno į kitą“. Įtampos augimas primena pjūklo danties formos potencialą, kadangi kiekvienas domenas vis prideda savo indėlį.

Bismuto feritas nėra itin tinkamas saulės elementams, nes reaguoja tik į mėlyną ir artimąją ultravioletinę šviesą, tad atkrenta labai didelė saulės spinduliuojamo spektro dalis. „Taigi, mums reikia medžiagos, sugeriančios daugiau šviesos“, – teigia D. Ageris.

Bismuto ferito atsako į šviesą efektyvumas – krūvininkų ir sugertų fotonų santykis – geriausias prie domenų sienelių. Nors susidaro itin aukšta įtampa, kitas galingiems saulės elementams būtino komponento – stiprios srovės – trūksta.

„Esame tikri, jog šis efektas pasireikš daugybėje kitų pjūklinio potencialo sistemų, – optimistiškai į ateitį žvelgia tyrėjas. – Galbūt netgi suveiks kitokios geometrijos. Mes jau ieškome naujų kandidatų.“

Jeigu pavyktų aptartąjį feroelektrikų fotovoltinį efektą susieti su stipriomis srovėmis ir dideliu našumu, būdingu geriausiems šiuolaikiniams saulės elementams, būtų galima pasvajoti apie itin galingus saulės elementų masyvus.


MokslasPlius.lt



Draudžiama platinti, skelbti, kopijuoti
informaciją su nurodyta autoriaus teisių žyma be redakcijos sutikimo.

Global electronic components distributor – Allicdata Electronics

Electronic component supply – „Eurodis Electronics“

LOKMITA – įvairi matavimo, testavimo, analizės ir litavimo produkcija

Full feature custom PCB prototype service

GENERAL FINANCING BANKAS

Mokslo festivalis „Erdvėlaivis Žemė

LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina

„Konstanta 42“

Technologijos.lt

Buitinė technika ir elektronika internetu žemos kainos – Zuza.lt

www.esaugumas.lt – apsaugok savo kompiuterį!

PriedaiMobiliems.lt – telefonų priedai ir aksesuarai

Draugiškas internetas


Reklama
‡ 1999–2024 © Elektronika.lt | Autoriaus teisės | Privatumo politika | Atsakomybės ribojimas | Reklama | Turinys | Kontaktai LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina Valid XHTML 1.0!
Script hook v, Openiv, Menyoo
gta5mod.net
FS25 Mods, FS25 Tractors, FS25 Maps
fs25mods.lt
Optical filters, UV optics, electro optical crystals
www.eksmaoptics.com
Reklamos paslaugos
SEO sprendimai

www.addad.lt
Elektroninių parduotuvių optimizavimas „Google“ paieškos sistemai
www.seospiders.lt
FS22 mods, Farming simulator 22 mods,
FS22 maps

fs22.com
Reklama


Reklama