Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Nanoenergy | Dendrimers

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

الفضة النانوية تحسين كفاءة الخلايا الشمسية

Published on October 7, 2009 at 9:56 AM

باحثون في جامعة ولاية أوهايو وتجرب مع أشباه الموصلات البوليمر التي تمتص الطاقة الشمسية وتوليد الكهرباء. الهدف : أخف وزنا وأرخص ، وأكثر مرونة الخلايا الشمسية.

لقد اكتشفوا الآن أن إضافة قطع صغيرة من الفضة ليعزز من البلاستيك الجيل المواد 'التيار الكهربائي.

وقاد بول بيرجر ، أستاذ الهندسة الكهربائية والكمبيوتر ، وأستاذ الفيزياء في جامعة ولاية أوهايو ، الفريق الذي أفادت النتائج عبر الإنترنت في مواد الطاقة الشمسية ومجلة خلايا شمسية.

تقاس بيرغر وفريقه كمية الضوء استيعابها وكثافة التيار -- مبلغ الحالية الكهربائية المولدة لكل سنتيمتر مربع -- التي تم إنشاؤها بواسطة الخلايا الشمسية البوليمر تجريبية مع وبدون الفضة جزيئات النانو.

دون الفضة ، ولدت هذه المواد 6.2 ملي أمبير لكل سنتيمتر مربع. مع الفضة ، ولدت فإنه 7،0 -- بزيادة قدرها 12 في المئة تقريبا.

وأوضح بيرغر جزيئات صغيرة من الفضة مساعدة البوليمر القبض على مجموعة واسعة من موجات من أشعة الشمس مما هو ممكن عادة ، والذي بدوره يزيد من الانتاج الحالي.

واضاف انه مع مزيد من العمل ، هذه التكنولوجيا يمكن أن تقطع شوطا طويلا نحو صنع خلايا شمسية البوليمر مجدية تجاريا.

"وامتصاص الضوء من خلايا شمسية البوليمر غير كافية اليوم ،" قال. "المواد ذات الأداء الأعلى لديها الكفاءة العامة من حوالي 5 في المئة. حتى مع تكلفة الإنتاج المنخفضة نسبيا بالمقارنة مع غيرها من بوليمرات مواد الخلايا الشمسية ، وكنت لا تزال بحاجة الى زيادة الكفاءة لأنه لا يقل عن 10 في المئة الى جني الارباح. وطريقة واحدة لفعل ذلك لتوسيع نطاق الموجات التي تمتص. البوليمرات الحالي استيعاب سوى جزء صغير من الشمس الحادث ".

تقنية تصنيع جديدة تنطوي التغليف كل الجسيمات الفضة في طبقة رقيقة جدا البوليمر -- بوليمر مختلفة من البوليمر ممتصة للضوء التي تشكل الخلايا الشمسية -- قبل ايداعها تحت ممتصة للضوء البوليمر ، والطلاء يمنع الفضة جزيئات من التثاقل ، ولكن يسمح لهم أيضا في نمط الفسيفساء كثيف ومنتظم وتعتقد أن بيرغر هو المفتاح لتعزيز امتصاص الضوء الذاتي التجمع.

على الرغم من أن جزيئات الفضة تسمح المادة 12 في المئة لانتاج المزيد من الكهرباء الحالية ، التي قد تحسن لا يترجم مباشرة إلى زيادة 12 في المئة في العام كفاءة الخلايا الشمسية. ويمكن أن تضيع الكثير من عوامل التأثير الكفاءة ، وبعض الطاقة.

لا يزال ، يمكن للجزيئات الفضة زيادة الكفاءة العامة للأي نوع تقريبا من الخلايا الشمسية -- تلك المصنوعة من البوليمرات أو مواد أشباه الموصلات الأخرى. بيرجر وزملاؤه يدرسون الآن تركيبات أخرى جسيمات متناهية الصغر من شأنه أن يزيد هذا العدد أكبر.

"بتغيير طلاء العضوية ، ونتمكن من تغيير تباعد الجزيئات وتغيير حجم كل الجسيمات. بواسطة صقل نمط الفسيفساء ، فإننا يمكن أن تتحرك لتعزيز امتصاص موجات مختلفة ، وبالتالي الحصول على المزيد حتى تحسنا. وأعتقد أننا يمكن الحصول على عدة في المئة أكثر من ذلك ، "قال.

البوليمر أشباه الموصلات يلتقط المزيد من الضوء لأن المعادن النانوية تمتص الضوء التي عادة ما يتم إهدارها. هذه الطاقة الإضافية ضوء يثير الالكترونات في الجزيئات المعدنية ، وخلق موجات الإلكترون دعا البلازمونات -- تقاطع بين البلازما والفوتونات. والبلازمونات الرقص عبر السطح ، وإيداع الطاقة داخل الخلية الشمسية التي ستضيع لولا ذلك.

كان الباحثون يبحثون عن وسيلة لتوليد البلازمونات في الخلايا الشمسية من دون زيادة كبيرة في صعوبة وتكلفة التصنيع. بالنظر إلى أن أسلوبه يستخدم معدات تصنيع بسيطة في درجة حرارة الغرفة ، وبالنظر إلى أن الجسيمات الفضة الذاتي تجميع تستند فقط على الكيمياء للطلاء ، بيرغر يشعر أن أي مختبر يمكن بسهولة جعل استخدام هذه الحقائق.

"ليس فقط في الاسبوع على السعي إلى تحسين الكفاءة وخفض التكاليف ، بل أيضا للغاية" ، واضاف.
شريكه في الكتاب على ورقة تتضمن طالب وو يونيو يون ، الذي يجري هذا العمل للحصول على درجة الدكتوراه ؛ فرناندو تيكسيرا ، وهو أستاذ مشارك في الهندسة الكهربائية والكمبيوتر ، وليو Jiwen ، Durasisamy Thirumalai ، Revur راو ، وSengupa Suvankar -- جميع الشركاء MetaMateria ، LLC ، سابقا من كولومبوس ، أوهايو ، والتي على الميدالية الفضية المطلية نانو جزيئات مع البوليمر.

وقد تم تمويل هذا العمل من قبل مركز رايت للإبداع وحدات الطاقة الشمسية وتسويقها ، ومعهد لبحوث المواد في ولاية أوهايو.

Last Update: 5. October 2011 15:21

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit