Selen

I dag er Selen et yderst relevant emne, der fanger opmærksomheden hos mennesker i alle aldre og baggrunde. Dens indvirkning på samfundet og dagligdagen er ubestridelig, og den genererer uendelige meninger, debatter og diskussioner. Det er et emne, der vækker nysgerrighed og fascination, men som også rummer udfordringer og kontroverser. I denne artikel vil vi i detaljer udforske de forskellige facetter af Selen, analysere dens indflydelse på forskellige områder, dens udvikling over tid og den rolle, den spiller i folks liv i dag.

Selen
Venstre: Grå-sort, metallisk udseende.
Højre: Rødt.
Periodiske system
Generelt
AtomtegnSe
Atomnummer34
Elektronkonfiguration2, 8, 18, 6 Elektroner i hver skal: 2, 8, 18, 6. Klik for større billede.
Gruppe16 (chalcogener)
Periode4
Blokp
CAS-nummer7782-49-2
PubChem6326970 Rediger på Wikidata
Atomare egenskaber
Atommasse78,96
Atomradius120 pm
Kovalent radius120±4 pm
Van der Waals-radius190 pm
Elektronkonfiguration[Ar] 4s2 3d10 4p4
Elektroner i hver skal2, 8, 18, 6
Kemiske egenskaber
Oxidationstrin6, 4, 2, 1, og -2[1]
Elektronegativitet2,55 (Paulings skala)
Fysiske egenskaber
Tilstandsformikke-metal
Krystalstrukturhexagonal
Smeltepunkt221 °C
Kogepunkt685 °C
Varmefylde25,363 J·mol–1K–1
Magnetiske egenskaberdiamagnetisk
Information med symbolet Billede af blyant hentes fra Wikidata.

Selen (forkortes Se) er et grundstof med atomnummer 34.

Selen er et giftigt ikkemetal, der kemisk er i familie med svovl og tellur.[hvilke organismer er det giftigt for og i hvilke mængder og molekylære strukturer?] Det findes i adskillige former, men en enkelt form er en stabil, metalagtig form, der leder strøm bedre i lys end i mørke, og som derfor bruges i fotodetektorer. Grundstoffet findes i svovlårer såsom pyrit.

Selen (Græsk σελήνη selene, der betyder "Måne") blev opdaget af i 1818 af Jakob Berzelius, som bemærkede ligheden med tellur (af latin; tellus for "Jord").[2]

Det blev bl.a. anvendt ved produktionen af den første solcelle i 1876.

Selen og selensalte er giftige i store mængder. Derimod er organiske selenforbindelser, med udgangspunkt i selenocystein, vigtige for cellernes funktion i mange organismer – herunder mennesker og dyr.

Forskellige kemiske grundstof gitterstrukturer (allotropi)

Grundstoffet selen kan danne flere forskellige kemiske grundstof gitterstrukturer:

  • Sort selen - irregulært, atomringe på op til 1000 selen atomer. Konverterer til gråt selen over 180 °C.
  • Gråt selen
  • Rødt selen

Anvendelser

Solceller

Selen blev anvendt som den fotoabsorberende lag i verdens første solcelle, som blev demonstreret af den engelske fysiker William Grylls Adams og hans studerende Richard Evans Day i 1876.[3] Kun få år senere fabrikerede Charles Fritts den første tyndfilmssolcelle, hvor selen blev anvendt som fotoabsorberen. Interessen for selen solceller aftog i 1950'erne, da den første silicium solcelle blev demonstreret, og som et resultat heraf forblev den højeste demonstrerede virkningsgrad på 5.0% fra Tokio Nakada og Akio Kunioka uændret i mere end 30 år.[4] I 2017 opnåede forskere fra IBM en ny rekordhøj effektivitet på 6.5% ved at designe en ny struktur af lagene i solcellen.[5] Efter dette fremskridt har selen oplevet en fornyet interesse i forskningen, da det høje optiske båndgab på 1.95 elektronvolt gør selen til en mulig kandidat som et af de to fotoabsorberende lag i en tandemsolcelle.[6] I 2024 blev den første selenbaserede tandem-solcelle demonstreret, hvor en selen topcelle blev monolitisk integreret med en silicium bundcelle.[7] Dog er effektiviten stadig begrænset, primært på grund af et stort tab i åbenkredsspændingen.[8] Ved at forbedre levetiden af ladningsbærerne i selen tyndfilmen kan åbenkredsspændingen forbedres, men indtil videre er der kun få eksempler på afprøvede teknikker for at mindske defekter i krystalstrukturen, herunder at krystallisere tyndfilmen ved hjælp af en laser i stedet for en termisk varmebehandling.[9]

Referencer

  1. ^ "Selenium : Selenium(I) chloride compound data". WebElements.com. Hentet 2010-01-07.
  2. ^ Trofast, Jan (2011). "Berzelius' Discovery of Selenium"|
  3. ^ Adams, William Grylls; Day, Richard Evans. "The Action of Light on Selenium". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 167: 313-349.
  4. ^ Nakada, Tokio; Kunioka, Akio (1. juli 1985). "Polycrystalline Thin-Film TiO 2 /Se Solar Cells". Japanese Journal of Applied Physics. 24 (7A): L536. doi:10.1143/JJAP.24.L536.
  5. ^ Todorov, Teodor K.; Singh, Saurabh; Bishop, Douglas M.; Gunawan, Oki; Lee, Yun Seog; Gershon, Talia S.; Brew, Kevin W.; Antunez, Priscilla D.; Haight, Richard (25. september 2017). "Ultrathin high band gap solar cells with improved efficiencies from the world's oldest photovoltaic material". Nature Communications. 8 (1). doi:10.1038/s41467-017-00582-9.
  6. ^ Youngman, Tomas H.; Nielsen, Rasmus; Crovetto, Andrea; Seger, Brian; Hansen, Ole; Chorkendorff, Ib; Vesborg, Peter C. K. (juli 2021). "Semitransparent Selenium Solar Cells as a Top Cell for Tandem Photovoltaics". Solar RRL. 5 (7). doi:10.1002/solr.202100111.
  7. ^ Nielsen, Rasmus; Crovetto, Andrea; Assar, Alireza; Hansen, Ole; Chorkendorff, Ib; Vesborg, Peter C.K. (12. marts 2024). "Monolithic Selenium/Silicon Tandem Solar Cells". PRX Energy. 3 (1). arXiv:2307.05996. doi:10.1103/PRXEnergy.3.013013.
  8. ^ Nielsen, Rasmus; Youngman, Tomas H.; Moustafa, Hadeel; Levcenco, Sergiu; Hempel, Hannes; Crovetto, Andrea; Olsen, Thomas; Hansen, Ole; Chorkendorff, Ib; Unold, Thomas; Vesborg, Peter C. K. (2022). "Origin of photovoltaic losses in selenium solar cells with open-circuit voltages approaching 1 V". Journal of Materials Chemistry A. 10 (45): 24199-24207. doi:10.1039/D2TA07729A.
  9. ^ Nielsen, Rasmus; Hemmingsen, Tobias H.; Bonczyk, Tobias G.; Hansen, Ole; Chorkendorff, Ib; Vesborg, Peter C. K. (11. september 2023). "Laser-Annealing and Solid-Phase Epitaxy of Selenium Thin-Film Solar Cells". ACS Applied Energy Materials. 6 (17): 8849-8856. doi:10.1021/acsaem.3c01464.


NaturvidenskabSpire
Denne naturvidenskabsartikel er en spire som bør udbygges. Du er velkommen til at hjælpe Wikipedia ved at udvide den.