LEDs και Laser – Η Νέα Κατανόηση των Περοβσκαϊτών Θα Μπορεί να Ανατρέψει τους Δείκτες Απόδοσης

Οι επιστήμονες εμβαθύνουν περισσότερο στην περοβσκαΐτη για να κατανοήσουν καλύτερα αυτό το υλικό, το οποίο έχει τεράστιες εφαρμογές που καλύπτουν την ηλεκτρονική, την αποθήκευση ενέργειας, τα laser, την οπτοηλεκτρονική, τα αισθητήρια γλυκόζης και πολλά άλλα. Αλλά τι είναι ακριβώς;

Η περοβσκαΐτη είναι ένα φυσικό ορυκτό που αποτελείται από ασβέστιο, τιτάνιο και οξυγόνο με κρυσταλλική δομή CaTiO₃ ή με τον τύπο ABX3. Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1839 στη Ρωσία. Μια κατηγορία υλικών με την ίδια κρυσταλλική δομή με το ορυκτό περοβσκαΐτη είναι επίσης γνωστή ως υλικά περοβσκαΐτης.

Πηγή: Fabre Minerals

Οι εξαιρετικές φυσικές ιδιότητες όπως η φεροηλεκτρική, η διηλεκτρική, η πιεζοηλεκτρική και η πυροηλεκτρική συμπεριφορά, καθώς και οι χημικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της καταλυτικής δραστηριότητας και της ικανότητας μεταφοράς οξυγόνου της περοβσκαΐτης, την καθιστούν μία από τις πιο σημαντικές κλάσεις δομής στην επιστήμη των υλικών. Αυτό την καθιστά υποψήφια για εφαρμογές σε κυψέλες καυσίμου, συσκευές μνήμης και φωτοβολταϊκά.

Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε ηλιακές κυψέλες για τη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρισμό, καθώς και για την απόκτηση καθαρής ενέργειας και την αποσύνθεση οργανικών ρύπων.

Δεδομένου ότι η περοβσκαΐτη μπορεί ενδεχομένως να προωθήσει πολλές διαφορετικές βιομηχανίες, είναι λογικό ότι οι επιστήμονες προσπαθούν να την κατανοήσουν καλύτερα.

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε όλα για τα πιεζοηλεκτρικά υλικά.

Κατανόηση της Περοβσκαΐτης σε Ατομικό Επίπεδο για Καλύτερο Έλεγχο

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας, με την υποστήριξη του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, ανακάλυψαν έναν τρόπο δημιουργίας στρωμένων υβριδικών περοβσκαϊτών (LHPs) με μελέτη σε μοριακό επίπεδο.

Αυτή η πρόοδος επιτρέπει απίστευτο έλεγχο των ιδιοτήτων εκπομπής φωτός των LHP και μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές προόδους στις τεχνολογίες laser και LED. Επίσης, προσφέρει προοπτικές για την κατασκευή άλλων υλικών για χρήση σε φωτοβολταϊκές συσκευές.

Σύμφωνα με την έρευνα, τα στρωμένα υβριδικά περοβσκαϊτικά (LHPs) έχουν αναδειχθεί ως υποσχόμενα ημιαγωγικά υλικά για τις επόμενες γενιές ενεργειακών και φωτονικών εφαρμογών. Εδώ, ο έλεγχος της κατανομής, του μεγέθους και του προσανατολισμού των κβαντικών λουρίων (QWs) είναι εξαιρετικά σημαντικός.

Τα LHP αποτελούνται από πολύ λεπτές φύλλες ημιαγωγικού υλικού περοβσκαΐτης. Αυτές οι φύλλες διαχωρίζονται μεταξύ τους από λεπτές οργανικές «απομονωτικές» (spacer) στρώσεις.

Δεδομένου ότι αυτές οι λεπτές ταινίες πολλαπλών φύλλων περοβσκαΐτης και των «απομονωτικών» στρωμάτων μπορούν να μετατρέπουν αποδοτικά το ηλεκτρικό φορτίο σε φως, τα LHP έχουν προσελκύσει σημαντικό ενδιαφέρον από την ερευνητική κοινότητα για χρόνια. Ωστόσο, η κατανόηση του πώς να τα σχεδιάσουμε ώστε να ελέγχουν τα χαρακτηριστικά απόδοσής τους παραμένει περιορισμένη.

Για να τα κατανοήσουμε, πρέπει να ξεκινήσουμε με τα κβαντικά λουριά, που είναι φύλλες ημιαγωγικού υλικού παγιδευμένες μεταξύ των «απομονωτικών» στρωμάτων.

Αυτές είναι οι στρώσεις που σχηματίζονται στα LHP. Και ένα κβαντικό λουρί πάχους δύο ατόμων έχει υψηλότερη ενέργεια από αυτό που είναι πέντε άτομα παχύ.

Καθώς η ενέργεια ρέει από δομές υψηλής ενέργειας σε δομές χαμηλής ενέργειας σε μοριακό επίπεδο, χρειάζεται να έχουμε κβαντικά λουριά τριών και τεσσάρων ατόμων πάχους μεταξύ των λουριών δύο και πέντε ατόμων, επιτρέποντας στην ενέργεια να ρέει αποδοτικά.

“Βασικά θέλετε να έχετε μια σταδιακή κλίση ώστε η ενέργεια να μπορεί να καταρρεύσει προς τα κάτω.”

– Kenan Gundogdu, συν-συγγραφέας του άρθρου και καθηγητής φυσικής στο NC State

Ωστόσο, οι ερευνητές αντιμετώπιζαν μια ανωμαλία κατά τη μελέτη των LHP. Η ανωμαλία είναι η κατανομή μεγέθους των κβαντικών λουρίων σε ένα δείγμα LHP που παρατηρείται μέσω ακτινογραφίας X, η οποία διαφέρει από αυτή που ανιχνεύεται με οπτική φασματοσκοπία.

Ο Aram Amassian, ο επικεφαλής συγγραφέας του άρθρου και καθηγητής επιστήμης και μηχανικής υλικών στο Πανεπιστήμιο NC State, εξήγησε πώς η διάθλαση μπορεί να υποδείξει ότι τα κβαντικά λουριά έχουν πάχος δύο ατόμων και αποτελούν μέρος ενός τρισδιάστατου ογκοκρυσταλλικού υλικού. Εν τω μεταξύ, η φασματοσκοπία μπορεί να αποκαλύψει ότι τα κβαντικά λουριά είναι δύο, τρία και τέσσερα άτομα παχύ, επιπλέον της παρουσίας της τρισδιάστατης ογκοφάσης.

Έτσι, η ομάδα έψαχνε απαντήσεις: Γιατί υπάρχει αυτή η ασυμφωνία μεταξύ των δύο, και πώς μπορεί να ελεγχθεί το μέγεθος και η κατανομή των κβαντικών λουρίων στα LHP;

Μέσω πειραμάτων, η ομάδα ανακάλυψε ότι τα νανοπλακέτα (NPLs) είναι ο κύριος παράγοντας. Τα NPLs είναι μεμονωμένα φύλλα υλικού περοβσκαΐτης που σχηματίζονται αυτόματα στην επιφάνεια του διαλύματος που χρησιμοποίησαν οι ερευνητές για τη δημιουργία των LHP.

“Βρήκαμε ότι αυτά τα νανοπλακέτα ουσιαστικά λειτουργούν ως πρότυπα για τα στρωμένα υλικά που σχηματίζονται κάτω από αυτά,” είπε ο Amassian, σημειώνοντας ότι το ατομικό πάχος των νανοπλακέτων καθορίζει το πάχος των LHP που βρίσκονται κάτω από αυτά.

Ωστόσο, τα νανοπλακέτα δεν είναι σταθερά, και το πάχος τους συνεχίζει να αυξάνεται, προσθέτοντας νέες στρώσεις ατόμων με την πάροδο του χρόνου.

“Τελικά, το νανοπλακέτο μεγαλώνει τόσο πολύ που γίνεται τρισδιάστατος κρύσταλλος.”

– Amassian

Έτσι, η ανωμαλία οφειλόταν στο ότι η διάθλαση ανιχνεύει τη στοίβαξη των φύλλων αλλά όχι τα νανοπλακέτα, ενώ η οπτική φασματοσκοπία ανιχνεύει τα απομονωμένα φύλλα. Πρόσθεσε:

“Το συναρπαστικό είναι ότι διαπιστώσαμε ότι μπορούμε ουσιαστικά να σταματήσουμε την ανάπτυξη των νανοπλακέτων με ελεγχόμενο τρόπο, ρυθμίζοντας έτσι το μέγεθος και την κατανομή των κβαντικών λουρίων σε φιλμ LHP.”

Κάνοντας αυτό, οι ερευνητές μπορούν να επιτύχουν εξαιρετικές ενεργειακές καταρράκτες, που είναι απαραίτητες για υψηλή επαναληψιμότητα, χαμηλό όριο και περιβάλλοντική φωτοσταθερότητα.

Αυτό μεταφράζεται σε υλικό που είναι γρήγορο και εξαιρετικά αποδοτικό στην κατεύθυνση φορτίων και ενέργειας για εφαρμογές laser και LED.

Με τα νανοπλακέτα να παίζουν κρίσιμο ρόλο στη δημιουργία των στρωμάτων περοβσκαΐτης στα LHP, οι ερευνητές εξέτασαν αν τα NPLs μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή της δομής και των ιδιοτήτων άλλων υλικών περοβσκαΐτης, συμπεριλαμβανομένων αυτών που χρησιμοποιούνται σε ηλιακές κυψέλες και άλλες φωτοβολταϊκές τεχνολογίες.

“Βρήκαμε ότι τα νανοπλακέτα παίζουν παρόμοιο ρόλο σε άλλα υλικά περοβσκαΐτης και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή αυτών των υλικών ώστε να ενισχύσουν τη ζητούμενη δομή, βελτιώνοντας την φωτοβολταϊκή τους απόδοση και σταθερότητα.”

– Milad Abolhasani, συν-συγγραφέας και Καθηγητής ALCOA Χημικής και Βιομοριακής Μηχανικής στο NC State

Έτσι, η ομάδα αξιοποίησε τα NLPs για να ελέγξει τον προσανατολισμό των όψεων των 3D περοβσκαϊτών και να ενισχύσει τη σταθερότητα και την αποδοτικότητα των ευρυζώνων ηλιακών κυψελών.

Χρήση Υπολογιστικών Προσομοιώσεων για Λεπτομερή Κατανόηση των Περοβσκαϊτών

Οι ηλιακές κυψέλες, ή φωτοβολταϊκές (PV) κυψέλες, κερδίζουν μεγάλη δημοτικότητα χάρη στα περιβαλλοντικά τους οφέλη. Η ηλιακή ενέργεια, τελικά, είναι καθαρή, ανανεώσιμη και δεν παράγει εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Το ηλιακό φως είναι επίσης διαθέσιμο σε απεριόριστες ποσότητες, καθιστώντας εύκολη τη χρήση του με ηλιακές κυψέλες.

Επιπλέον, το κόστος τους έχει μειωθεί σημαντικά, έως και 70% από το 2010, καθιστώντας τα προσιτά. Οι τεχνολογικές προόδους έχουν βελτιώσει περαιτέρω την απόδοση και τη διάρκεια ζωής τους.

Με αυτά, η παγκόσμια αγορά ηλιακών κυψελών αναμένεται να φτάσει τα $730.74 billion την επόμενη δεκαετία.

Μια ηλιακή κυψέλη είναι ουσιαστικά μια συσκευή που μετατρέπει άμεσα το ηλιακό φως σε ηλεκτρισμό. Για αυτό χρησιμοποιεί υλικά όπως το πυρίτιο, αλλά οι επιστήμονες αναζητούν πιο αποδοτικά και σταθερά υλικά, και οι περοβσκαϊτες θεωρούνται υποσχόμενη εναλλακτική.

Οι επιστήμονες εργάζονται στην τεχνολογία ηλιακών περοβσκαϊτών εδώ και κάποιο χρόνο, και οι προόδους έχουν οδηγήσει σε ρεκόρ απόδοσης. Στις ηλιακές κυψέλες, οι περοβσκαϊτες συνεργάζονται με το πυρίτιο για να αξιοποιήσουν περισσότερο το ηλιακό φάσμα και, κατά συνέπεια, να παράγουν περισσότερο ρεύμα ανά κυψέλη.

Τώρα, με τη χρήση υπολογιστικών προσομοιώσεων και μηχανικής μάθησης, ερευνητές στο Chalmers University of Technology στη Σουηδία έχουν αποκτήσει νέες γνώσεις για το πώς λειτουργούν τα υλικά περοβσκαΐτης, προκειμένου να σχεδιάσουν αποδοτικές και σταθερές οπτοηλεκτρονικές συσκευές.

Η μηχανική μάθηση κερδίζει μεγάλη έμφαση στην επιστημονική κοινότητα, καθώς οι ερευνητές τη χρησιμοποιούν για τη μελέτη μεγαλύτερων συστημάτων από ό,τι ήταν δυνατόν με τις παραδοσιακές μεθόδους και για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους.

Έτσι, η ερευνητική ομάδα μελέτησε μια σειρά από 2D περοβσκαϊτικά υλικά, τα οποία είναι πιο σταθερά από τα 3D.

Ανέπτυξαν το υλικό σε υπολογιστικές προσομοιώσεις και το υπέβαλαν σε διαφορετικά σενάρια για να αποκτήσουν λεπτομερή εικόνα του τι οδήγησε στα αποτελέσματα ενός πειράματος. Η ομάδα κατάφερε να αποκτήσει πολύ ευρύτερη και πιο λεπτομερή επισκόπηση από πριν, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό εδώ, επειδή στα πολύ λεπτά στρώματα αυτού του υλικού, κάθε στρώση συμπεριφέρεται διαφορετικά, κάτι που είναι εξαιρετικά δύσκολο να ανιχνευθεί πειραματικά.

Ο καθηγητής Paul Erhart, μέλος της ερευνητικής ομάδας, τους βοήθησε να αποκτήσουν «πολύ μεγαλύτερη κατανόηση του πώς λειτουργούν τα 2D περοβσκαϊτικά».

Στα 2D περοβσκαϊτικά υλικά, υπάρχουν ανόργανες στρώσεις που στοιβάζονται η μία πάνω στην άλλη και διαχωρίζονται από οργανικά μόρια.

“Αυτό που έχουμε ανακαλύψει είναι ότι μπορείτε να ελέγξετε άμεσα το πώς τα άτομα στις επιφανειακές στρώσεις κινούνται μέσω της επιλογής των οργανικών συνδετικών και πώς αυτό επηρεάζει τις ατομικές κινήσεις βαθιά μέσα στις περοβσκαϊτικές στρώσεις. Δεδομένου ότι αυτή η κίνηση είναι τόσο κρίσιμη για τις οπτικές ιδιότητες, είναι σαν ένα εφέ ντόμινο.”

– Paul Erhart

Η σημαντική αυτή κατανόηση, σύμφωνα με τη συν-συγγραφέα, προσφέρει την ευκαιρία να κατανοήσουμε από πού προέρχεται η σταθερότητα των 2D περοβσκαϊτικών υλικών.

“(Αυτό μπορεί να βοηθήσει στην πρόβλεψη) ποιοι συνδετικοί και διαστάσεις μπορούν να κάνουν το υλικό ταυτόχρονα πιο σταθερό και πιο αποδοτικό.”

– Συν-συγγραφέας Julia Wiktor

Στο επόμενο βήμα, η ομάδα θα «μεταβεί σε ακόμη πιο σύνθετα συστήματα και, ιδιαίτερα, σε διεπαφές που είναι θεμελιώδεις για τη λειτουργία των συσκευών», πρόσθεσε η Wiktor.

Προόδους στις Τεχνολογίες Laser και LED

Έχουν γίνει πολλές εξελίξεις στα περοβσκαϊτικά χάρη στην τεράστια δυναμική τους σε διάφορους υψηλής τεχνολογίας τομείς, όπως η παραγωγή καθαρής ενέργειας μέσω ηλιακών κυψελών, οι οπτοηλεκτρονικές συσκευές όπως φωτοανιχνευτές και αισθητήρες, και οι συσκευές μνήμης.

Πιο σημαντικά, η πρόοδος στην κατανόηση των υλικών περοβσκαΐτης και η έρευνα στα LHP μπορεί να αποτελέσει σημείο καμπής για τις επόμενες γενιές συσκευών laser, όπου η ακρίβεια και η αποδοτικότητα είναι κρίσιμες, καθώς και για την τεχνολογία LED, η οποία έχει επιπτώσεις σε οθόνες, φωτισμό και προηγμένες τεχνολογίες απεικόνισης.

Με την ακριβή ρύθμιση αυτών των υλικών, μπορούμε να πετύχουμε πιο αποδοτικά lasers με αυξημένη φωτοσταθερότητα και LED υψηλής φωτεινότητας με μειωμένη κατανάλωση ενέργειας.

Στον ταχέως εξελισσόμενο κόσμο της τεχνολογίας, τα lasers και τα LEDs έχουν γίνει θεμελιώδη στοιχεία σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών: επικοινωνίες, ιατρικές συσκευές, κατασκευή και ενεργειακά αποδοτικό φωτισμό.

Απλά, αυτές οι τεχνολογίες έχουν μεταμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούμε με τον σύγχρονο κόσμο. Οι πρόσφατες επαναστατικές εξελίξεις στη χρήση περοβσκαϊτών και δομών κβαντικών λουρίων είναι μόνο μία από τις πολλές περιοχές που οι επιστήμονες εξερευνούν για να προωθήσουν την τεχνολογία laser και LED.

Ακολουθούν ορισμένες πρόσφατες προόδους στις τεχνολογίες laser και LED:

Τα διακόπτες laser υπόσχονται μειωμένο κόστος, υψηλότερη εκπομπή φωτός, καλύτερη εμβέλεια δέσμης και αποδοτικότητα. Λόγω αυτών των πλεονεκτημάτων, γίνονται κρίσιμο στοιχείο της οπτικής αποθήκευσης δεδομένων. Η μικροποίηση των διακοπτών laser έχει επίσης οδηγήσει σε προόδους στα συστήματα LiDAR για αυτόνομα οχήματα.

Τα υπερ-γρήγορα lasers, εν τω μεταξύ, εκπέμπουν παλμούς στο φάσμα των φεμτοδευτερολέπτων, που είναι ένα τετράτονο του δευτερολέπτου. Αυτό επιτρέπει ακριβή επεξεργασία υλικών χωρίς θερμική ζημιά και, ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται ολοένα και περισσότερο σε ιατρικές επεμβάσεις και επιστημονική έρευνα, ιδιαίτερα για τη μελέτη φαινομένων σε μοριακό και ατομικό επίπεδο.

Με την ενσωμάτωση μηχανικής μάθησης, τεχνητής νοημοσύνης και αισθητήρων, δημιουργούνται πιο προχωρημένα lasers που λειτουργούν αυτόνομα, αυξάνουν την αποδοτικότητα και είναι πιο ακριβή.

Το laser-ενεργο 3D printing, όπου μια πηγή laser χρησιμοποιείται για την επιλεκτική συγκόλληση υλικών και τη δημιουργία σύνθετων αντικειμένων, αποτελεί μια άλλη κορυφαία τάση στον τομέα της τεχνολογίας laser. Στην προσθετική κατασκευή, οι ινώδεις lasers, ειδικά, κερδίζουν δημοτικότητα χάρη στην υψηλή ισχύ, αποδοτικότητα και την ικανότητά τους να παρέχουν δέσμη σε μεγάλες αποστάσεις με ελάχιστη απώλεια.

Τα lasers χρησιμοποιούνται επίσης ολοένα και περισσότερο για χάραξη. Για αυτό το σκοπό, χρησιμοποιούνται όλα τα είδη lasers, από ινώδεις, CO2, κρυστάλλους έως διακόπτες laser και lasers στερεάς κατάστασης με αντλία διακόπτη. Σε μια περίπτωση, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Flinders τροποποίησαν επιφάνειες με χαμηλής ισχύς lasers — που συνήθως απαιτούν ακριβά, υψηλής ισχύος lasers για αποθήκευση δεδομένων.

Σε άλλη μελέτη, αναφέραμε ότι ερευνητές έκθεσαν ένα μη μαγνητικό υλικό σε υψηλής συχνότητας ακτινοβολία laser, παράγοντας μαγγαντικό αποτέλεσμα σε θερμοκρασία δωματίου, κάτι που μπορεί να ανοίξει το δρόμο για πιο ενεργειακά αποδοτικούς και γρήγορους υπολογιστές, επαναπροσδιορίζοντας την ηλεκτρονική.

Τα νέα laser συστήματα έχουν εξελιχθεί τόσο πολύ που μπορούν ακόμη και να αναλύουν το δέρμα ενός ατόμου σε πραγματικό χρόνο. Επιπλέον, επιτρέπουν ακριβή στόχευση συγκεκριμένων περιοχών. Ο laser holmium (YAG), ένας από τους πιο αξιοσημείωτους lasers στον τομέα της ουρολογίας, έχει πρόσφατα βελτιωθεί με τεχνολογία παλμομορφίας. Αυτή η νέα τεχνολογία επιτρέπει τόσο παλμικές όσο και συνεχείς λειτουργίες.

Η εξέλιξη των lasers έχει επίσης δημιουργήσει μικρο- lasers, τα οποία είναι εξαιρετικά προσαρμόσιμα και προσφέρουν ισχυρή οπτική σύμπτυξη και ενισχυμένες αλληλεπιδράσεις φωτός-υλικού.

Στον χώρο των LED, η διάρκεια ζωής έχει αυξηθεί δραματικά, συμβάλλοντας στην εξοικονόμηση ενέργειας.

Η εφαρμογή της τεχνολογίας LED κερδίζει ιδιαίτερα έδαφος στον αυτοκινητιστικό φωτισμό, όπου η βελτιωμένη ορατότητα, η ενεργειακή αποδοτικότητα και η ανθεκτικότητα ενισχύουν την ασφάλεια. Παράλληλα, στον οδικό φωτισμό, τα LED προσφέρουν πιο φωτεινό φωτισμό και σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας.

Εδώ, η νανοτεχνολογία δείχνει τη δυνατότητα να επηρεάσει σημαντικά την αποδοτικότητα των LED. Τα κβαντικά σημεία (quantum dots) είναι εξαιρετικά μικρά κρυστάλλια που περιέχουν μοναδικές ιδιότητες που μπορούν να ρυθμιστούν ώστε να εκπέμπουν φως σε όλο το φάσμα ορατό, παρέχοντας περισσότερες επιλογές χρώματος. Τα QD-LED προσφέρουν βελτιωμένη ακρίβεια χρώματος και φωτεινότητα και, ως εκ τούτου, γίνονται διαδεδομένα σε τηλεοράσεις και οθόνες.

Οι μικρότερες εκδόσεις των παραδοσιακών LED, mini και micro-LED, επιτρέπουν υψηλότερη ανάλυση, καλύτερη αντίθεση και ενεργειακή αποδοτικότητα σε οθόνες. Ενσωματώνονται σε επόμενης γενιάς τηλεοράσεις, συσκευές AR/VR και κινητά τηλέφωνα, προσφέροντας πολύ μεγαλύτερη φωτεινότητα και χρόνο απόκρισης από τα OLED.

Ενσωματώνοντας αισθητήρες και δυνατότητες συνδεσιμότητας στα LED, οι ερευνητές δημιουργούν επίσης «έξυπνα φωτιστικά» συστήματα που προσαρμόζουν τη φωτεινότητα, το χρώμα και το χρόνο ανάλογα με τις προτιμήσεις του χρήστη ή τις περιβαλλοντικές συνθήκες.

Εταιρείες που Ηγούνται της Πρωτοβουλίας

Τώρα, ας ρίξουμε μια ματιά στις πιθανές επενδυτικές ευκαιρίες στους ταχέως εξελισσόμενους τομείς των lasers, των LED και της καθαρής ενέργειας, που θα μπορούσαν να ωφεληθούν από τις προόδους στα υλικά περοβσκαΐτης.

First Solar (FSLR ) είναι ηγέτης στην τεχνολογία ηλιακών κυψελών με έμφαση στις λύσεις φιλμ-απλού φωτοβολταϊκού (PV). Με τις μετοχές της να διαπραγματεύονται στα $207.75, άνοδο 19.35% YTD, η κεφαλαιοποίηση αγοράς της είναι $22 bln. Για το 2Q24, η εταιρεία ανακοίνωσε πωλήσεις $1.01 billion ενώ το καθαρό κέρδος διπλασιάστηκε σε $349.4 million. Τότε, ο Διευθύνων Σύμβουλος Mark Widmar δήλωσε ότι οι εταιρείες ηλιακής ενέργειας αντιμετωπίζουν περιορισμούς στην πρόσβαση σε κεφάλαια καθώς οι επενδυτές περιμένουν πιο σαφείς πολιτικές για να λάβουν αποφάσεις χρηματοδότησης.

Εν τω μεταξύ, Lumentum Holdings (LITE ) ασχολείται με το σχεδιασμό και την κατασκευή lasers για επικοινωνίες, εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές. Η εταιρεία με κεφαλαιοποίηση αγοράς $4.7 bln έχει τις μετοχές της σε άνοδο 31.21% YTD καθώς διαπραγματεύονται στα $69.43.

Στη συνέχεια, Acuity Brands, Inc. (AYI ) είναι ηγέτης στα συστήματα φωτισμού LED. Η εταιρεία με κεφαλαιοποίηση αγοράς $9.38 bln έχει τις μετοχές της αυξηθεί 48.9% και διαπραγματεύονται αυτή τη στιγμή στα $305.

Coherent, Inc. (COHR )

Ένας βασικός παίκτης στον τομέα της τεχνολογίας βασισμένης σε laser, η Coherent παρέχει lasers για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας υλικών, της ηλεκτρονικής και της βιοϊατρικής. Οι μετοχές της έχουν αυξηθεί πάνω από 132% φέτος· μέχρι τώρα, διαπραγματεύονται στα $105.10, με κεφαλαιοποίηση αγοράς $15.6 billion. Το EPS (TTM) είναι -1.85, και το P/E (TTM) είναι -54.79.

Για το οικονομικό τέταρτο τρίμηνο, η εταιρεία ανακοίνωσε έσοδα $1.314 billion και $4.708 bln για ολόκληρο το έτος που έληξε στις 30 Ιουνίου 2024, με GAAP μικρά περιθώρια κέρδους 32.9% και 30.9% αντίστοιχα. Η ανάπτυξη, σύμφωνα με τον Rich Martucci, Interim CFO, ήταν «κυρίως καθοδηγούμενη από τη συνεχιζόμενη δύναμη AI στην επιχείρηση Datacom transceiver».

Πρόσφατα, η εταιρεία παρουσίασε μια νέα σειρά εξαιρετικά αποδοτικών συνεχούς κύματος (CW) lasers διανομής ανάδρασης (DFB), σχεδιασμένων να προσφέρουν 15% μεγαλύτερη αποδοτικότητα ισχύος από τα πρότυπα της βιομηχανίας. Αυτά τα lasers ανταποκρίνονται στην αυξανόμενη ζήτηση για το αυξανόμενο εύρος ζώνης που απαιτείται από τα κέντρα δεδομένων με έμφαση στην AI. Στις αρχές του έτους, η Coherent επίσης έκανε λανσάρισμα ενός HyperRapid NXT βιομηχανικού picosecond laser που επιτρέπει υπερ-ακριβή κατασκευή λεπτών ηλιακών κυψελών.

Συμπέρασμα

Τα υλικά περοβσκαΐτης είναι εξαιρετικά πολύτιμα χάρη στην αποδοτικότητά τους, το κόστος τους, την ευελιξία, τη λεπτότητα, την κινητικότητα και τις ικανότητες απορρόφησης φωτός. Ως εκ τούτου, η απόκτηση μιας καλύτερης και πιο εις βάθος κατανόησης αυτών των υλικών, η οποία προχωρά με γρήγορο ρυθμό, μπορεί να μας βοηθήσει να ξεκλειδώσουμε νέες δυνατότητες για τις επόμενες γενιές τεχνολογιών laser και LED.

Με τον έλεγχο της δομής και της συμπεριφοράς των κβαντικών λουρίων, οι ερευνητές ανοίγουν το δρόμο για πιο αποδοτική μεταφορά ενέργειας, μεγαλύτερη σταθερότητα και βελτιωμένες ιδιότητες εκπομπής φωτός. Αυτές οι προόδους μπορούν να θέσουν τις περοβσκαΐτες ως παράγοντες αλλαγής παιχνιδιού σε διάφορες βιομηχανίες, και καθώς η έρευνα συνεχίζεται, έχουν τη δυνατότητα να επαναπροσδιορίσουν την καθαρή ενέργεια, τις τεχνολογίες απεικόνισης και τις εφαρμογές laser, καθιστώντας τις το επίκεντρο της επιστήμης των υλικών.

Κάντε κλικ εδώ για μια λίστα με τις δέκα κορυφαίες ηλιακές μετοχές.