fényanyagfejlesztés

A fényanyagfejlesztés a fény kölcsönhatásba lépő anyagok fejlesztésére és optimalizálására irányuló tudományág. Célja olyan anyagokat hozzon létre, amelyek hatékonyan használják fel a fényt – például elektromos áramot termelnek, fényből kémiai energiát nyernek vagy fényből adnak ki sugárzást –, és hosszú távon megbízhatóak legyenek. A terület lefedi a fotovoltaikát, a fotokatalízist, a fény-emissziós eszközöket, a fotonikai komponenseket és a fényérzékelő rendszereket.

Fő alkalmazási területek közé tartozik a megújuló energia (napelemek), a környezetvédelmi technológiák (fényre aktivált átalakítás és levegő- vagy vízkezelés), a fény-emissziós eszközök (OLED-ek és LED-ek), valamint a kvantumpont-alapú és más nanostrukturált fényfeldolgozó rendszerek.

Kategóriák és példák: szilícium-alapú és nem-szilikium fotovoltaikák, perovszkit napelemek, organikus-inorganikus hibrid anyagok, kvantumpont-alapú rendszerek, fényérzékeny nanokompozitok és fényemissziós komponensek.

Jellemző megközelítések közé tartozik a fényelnyelés és töltésátvitel hatékony tervezése, a stabilitás javítása hő- és fény hatására, a felületi és interfész tervezés, valamint a költséghatékonyság.

Az ágazat előtt álló kihívások közé tartozik a hosszú élettartam, a gyártási költségek és az anyagok beszerzésének fenntarthatósága. A kutatások továbbra is az energiasűrűség növelésére, a stabilitás javítására és a környezeti hatások minimalizálására irányulnak.