Vật liệu trong suốt có thể tạo ra điện

Vật liệu này bao gồm một polyme bán dẫn pha tạp với fullerenes giàu cacbon. Trong điều kiện kiểm soát cẩn thận, vật liệu tự lắp ráp để hình thành một mô hình tái sản xuất các tế bào có kích thước micron hình lục giác trên một diện tích tương đối lớn (lên tới vài milimet). Ông Mircea Cotlet, một nhà hóa học vật lý ở Brookhaven, trung tâm vật liệu nano chức năng (CFN) cho biết: “Trông giống như tổ ong, khuôn mẫu màng mỏng này đã từng được thực hiện bằng cách sử dụng polyme thông thường như polystyrene. Hãy tưởng tượng một ngôi nhà với các cửa sổ làm bằng loại vật liệu trong suốt kết hợp với một mái nhà được làm từ các tấm pin mặt trời, sẽ giúp cắt giảm chi phí điện năng đáng kể. Điều này là khá thú vị vì đây là báo cáo đầu tiên về một loại vật liệu mà kết hợp các chất bán dẫn pha tạp với fullerenes để hấp thụ ánh sáng và tạo ra hiệu quả thu, tách điện”.

1. Kính hiển vi điện tử quét hình ảnh và phóng to các polymer liên hợp (PPV) tổ ong.

2. Phía dưới (từ trái sang phải): hình ảnh huỳnh quang đồng tiêu của tổ ong liên hợp, các polymer/ fullerenes lớp tổ ong đôi và các polymer/ fullerenes tổ ong trộn.

đồng tác giả, Zhihua Xu, một nhà khoa học vật liệu tại CFN cũng cho biết: “Kết hợp những đặc điểm và đạt được những khuôn mẫu có quy mô lớn có thể cho phép thực hiện một loạt các ứng dụng thực tế, chẳng hạn như tạo ra năng lượng mặt trời từ kính cửa sổ, từ tấm pin mặt trời trong suốt hay từ các loại màn hình quang học mới. Công việc hiện nay của chúng tôi là cung cấp một sự hiểu biết sâu sắc hơn về các tính chất quang học của cấu trúc tổ ong. Bước tiếp theo là sẽ sử dụng các màng mỏng tổ ong để chế tạo minh bạch và linh hoạt các tế bào năng lượng mặt trời hữu cơ và các thiết bị khác”.

Hiện tại, các nhà khoa học đang chế tạo các màng mỏng tổ ong bằng cách tạo ra một dòng chảy của các giọt nước có kích thước micromet trên một lớp mỏng của polymer/ fullerene pha trộn dung dịch. Những giọt nước tự lắp ráp thành các mảng lớn trong dung dịch polymer. Khi dung môi bay hơi hoàn toàn, các polymer sẽ hình thành một mô hình tổ ong lục giác trên một diện tích lớn. Đây là một phương pháp hiệu quả và tiềm năng, có triển khai rộng từ phòng thí nghiệm ra sản xuất quy mô công nghiệp.