ENGINEERINGNET.BE - De Twentse onderzoekers concentreerden zich op een materiaal genaamd metaalhalogenide-perovskieten, bekend om zijn vermogen om zonlicht efficiënt te absorberen en het gebruik ervan in apparaten zoals LED's, halfgeleiders en zonnecellen.
Het was een uitdaging om deze materialen met één enkele oriëntatie te maken. Tot op heden zijn deze materialen namelijk vooral gebruikt in de polykristalvorm: een niet-geordende manier. Dat maakt het echter lastig om het materiaal te gebruiken in toepassingen zoals LED's.
Voor dit soort toepassingen is een hoge orde en een lage dichtheid van defecten juist belangrijk. Om sterk geordende halfgeleiders te maken, heb je normaliter hoge verwerkingstemperaturen nodig.
Maar in dit nieuwe proces werkten de UT-onderzoekers op kamertemperatuur en bouwden ze het materiaal laag voor laag op met behulp van een gepulseerde laser.
"Halogenide-perovskieten zijn al opmerkelijke halfgeleiders en worden bijvoorbeeld gebruikt in zonnecellen", zegt promovenda Junia Solomon Sathiaraj van UTwente.
"Maar meestal hebben we weinig controle over hoe het materiaal precies groeit. Dit betekent dat de moleculen in de materialen veel verschillende oriëntaties en structuren hebben. In principe verbetert ook de efficiëntie van het materiaal als we de kwaliteit ervan verhogen."
"Het draait allemaal om het krijgen van de juiste structuur", zegt Monica Morales-Masis, die het werk leidt in het kader van het ERC StG CREATE-project. "Een perfect geordende structuur in het materiaal is essentieel voor het creëren van apparaten die efficiënt en betrouwbaar zijn."
"Het nu gemaakte nieuwe materiaal is meer dan driehonderd dagen stabiel en heeft grote potentie voor toepassingen zoals zonnepanelen en geavanceerde elektronica.
Deze innovatie helpt ons niet alleen bij het creëren van groenere, kosteneffectievere technologieën, maar maakt ook de weg vrij voor nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen in materiaalonderzoek."
Dit onderzoek benadrukt de kracht van interdisciplinaire samenwerking, met bijdragen van synthese, theorie en geavanceerde karakterisering.
De synthese en het experimentele kernwerk werden uitgevoerd aan de Universiteit Twente. Geavanceerde karakterisering werd uitgevoerd in samenwerking met onder meer AMOLF en de Universiteit van Oxford.
