تحول تکنولوژی، با پیشرفت و توسعه ی نانومواد با بُعد کم

برخی از دانشمندان بر این باورند که با پیشرفت های علمی در سنتز نانومواد با بُعد کم در پردازنده های کامپیوترها، نمایشگرهای تلویزیون و سلول های خورشیدی، پیشرفت های چشمگیری حاصل خواهد شد.Javier Vel دانشمند دپارتمان انرژی لابراتوار Ames آمریکا بر این باور است که پیشرفت پردازنده های کامپیوتر، نمایشگرهای تلویزیون و سلول های خورشیدی در گروی پیشرفت در سنتز نانومواد با بُعد کم (Low dimensional) می باشد.

دانشمندان لابراتوار Ames با تخصص در سنتز و تولید مواد متفاوت شناخته می شوند. در بسیاری از موارد، این مواد جدید به صورت بالک یعنی با ابعاد میکرومتر تا سانتی متر ساخته شده اند. گروه Vela در این لابراتوار، روی مواد ریز، نانومتری و نانوبلور کار می کنند.گروه Vela اظهار کرده است که: " ما به دنبالا درک پدیده های غیرمنتظره و جالب رخ داده در اثر ریزتر شدن مواد هستیم. هدف ما گسترش دانش نانومواد بُعد پایین می باشد. مقاله ی این پژوهش با عنوان " پیشرفت ساخت نانومواد با بُعد کم" در ژورنال Chemistry of Materials به چاپ رسیده است و در آن در مورد پژوهش های اخیر بر سنتز مواد با بُعد کم بحث شده است."

یکی از این عناوین مورد بحث، در مورد سنتز نانوبلورهای Core-Shell بر پایه ی ژرمانیم بوده است. گروه Vela در این مورد می گویند که صنعت بسیار علاقمند به استفاده از نیمه هادی های بر پایه ی تکنولوژی های نانوبلورها برای کاربردهایی مانند سلول های خورشیدی می باشد.

ذرات با اندازه ی ریز می تواند بر موارد بسیاری، از خواص انتقالی گرفته تا خواص نوری تأثیرگذار باشد. به خصوص در مورد سلول های خورشیدی فوتوولتائیک این امر بسیار تأثیر گذار می باشد، به این معنی که عملکرد سلول های خورشیدی ساخته شده از نیمه هادی های بالک، عملکرد بسیار پایین تری از سلول های خورشیدی ساخته شده از نیمه هادی های متشکل از نانومواد می باشد. نانومواد به صورت متفاوتی با پرتوهای نور اندرکنش برقرار کرده و جذب نور بهتر صورت می پذیرد. بدین طریق می توان دستگاه هایی را ساخته و به خوبی عملکرد آن ها و یا بازده تبدیل انرژی آن ها را بهبود بخشید.

به جز سلول های خورشیدی، علاقه ی بسیاری در استفاده از نانوبلورها در نمایشگرهای تلوزیون و کامپیوتر با تکنولوژی کوانتوم دات و دستگاه های نوری مانند LED ها (دیودهای نشرکننده ی نور)، تصویربرداری های زیستی و ارتباطات مخابراتی وجود دارد.

دکتر Vela در ادامه افزورده است که: "چالش های بسیاری در این مورد وجود دارد چرا که با استفاده از نانوبلورها و تکنولوژی نانو، تفاوت چشمگیری در خواص گسیلش این دستگاه ها ایجاد شده و از این طریق می توان به نشر نورهای تک رنگ تمیز و با کیفیتی که دارای محدوده طول موج بسیار باریکی هستند دست یافت. صنعت تلویزیون و کامپیوتر، امروزه یکی از مهم ترین صنایع در گستره ی جهان بوده و دلیل تمایل ما به درک کامل خواص و رفتارهای نانومواد به این خاطر می باشد."

در مقاله ی ارائه شده توسط گروه Vela، اهمیت مطالعه ی سنتز و طیف سنجی پروسکایت هالیدی با پیوندهای سرب-کربن(Organolead) که یکی از مهم ترین مواد مورد استفاده در سلول های خورشیدی با قیمت پایین و فرآیند ساخت آسان هستند، مورد بحث قرار گرفته است. "او اضافه کرد که فتوولتائیک های ساخته شده از این مواد، اکنون به بازدهی تبدیل انرژی بیش از 22% رسیده اند.

پژوهش های گروه Vela در این زمینه، بر پروسکایت های هالیدی ترکیبی متمرکز شده است. او گفت که گروه او به خواص شیمیایی و فتوفیزیکی پی برده اند که پیش از این مشخص نبوده است و اکنون به دنبال درک رابطه ی بین ساختار و ترکیب شیمیایی پروسکایت و چگونگی عملکرد آن در سلول های خورشیدی هستند. او افزود، یکی از اهداف مهم ما دستیابی به سلول های خورشیدی با هزینه ی کم تر و قابلیت اطمینان بش تر می باشد."

او در ادامه افزود: "علاوه بر این، گروه Vela در حال مطالعه بر چگونگی جایگزین کردن پیوندهای Organolead به جای سرب، در پروسکایت های هالیدی هستند، چراکه سرب بسیار عنصر سنگینی می باشد."