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

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Silver Nanopartikler Forbedre solcelle effektivitet

Published on October 7, 2009 at 9:56 AM

Forskere ved Ohio State University eksperimenterer med polymer halvledere, der absorberer solens energi og generere elektricitet. Målet: lettere, billigere og mere fleksible solceller.

De har nu opdaget, at tilføje små bidder af sølv til plast øger materialernes elektriske nuværende generation.

Paul Berger, professor i elektrisk og computer ingeniør og professor i fysik ved Ohio State, førte det hold, der rapporterede resultater online i tidsskriftet Solar Energy Materialer og solceller.

Berger og hans team målt mængden af ​​absorberet lys og strømtæthed - den mængde elektrisk strøm, der genereres per kvadratcentimeter - genereret af en eksperimenterende solcelle polymer med og uden sølv nano-partikler.

Uden sølv, genereret materialet 6,2 milli-ampere per kvadratcentimeter. Med sølv, har affødt den 7.0 - en stigning på næsten 12 procent.

De små sølvpartikler hjælpe polymer indfange en bredere vifte af bølgelængder af sollys end normalt ville være muligt, hvilket igen øger den nuværende output, Berger forklaret.

Han tilføjede, at med det videre arbejde, kan denne teknologi gå en lang vej mod at gøre polymer solceller kommercielt levedygtige.

"Den lysabsorption af plastsolceller er utilstrækkelig i dag," sagde han. "Den bedste præstationer materialer har en samlet effektivitet på omkring 5 procent. Selv med den relativt lave produktionsomkostninger for polymerer sammenlignet med andre solcelle materialer, ville du stadig nødt til at sætte skub i, at effektivitet til mindst 10 procent for at slå en fortjeneste. En måde at gøre det ville være at udvide udvalget af bølgelængder, som de absorberer. Nuværende polymerer kun absorberer en lille del af det indfaldende sollys. "

Den nye fabrikation teknik indebærer omslutter hver sølv partikel i en ultra-tynde polymer lag - en anderledes polymer end den lysabsorberende polymer, der gør op solcelle - før deponere dem under lys-absorberende polymer belægningen forhindrer sølv partikler fra sammenklumpning, men også giver dem mulighed for at selv samle ind i en tæt og regelmæssig mosaik mønster, Berger mener er nøglen til at forbedre lysabsorption.

Selvom sølvpartikler tillade, at materiale til at producere 12 procent mere elektrisk strøm, kan denne forbedring ikke oversætte direkte ind i en 12 procent stigning i den samlede solcelle effektivitet. Mange faktorer effekt effektivitet, og noget energi kan gå tabt.

Alligevel kunne de sølv nanopartikler øge den samlede effektivitet af stort set alle slags solcelle - dem, der er fremstillet af polymerer eller andre halvledermaterialer. Berger og hans kolleger er nu studere andre nanopartikler formuleringer, der vil øge dette antal yderligere.

"Ved at ændre organisk coating, kunne vi ændre afstanden mellem partiklerne og ændre størrelsen af ​​hver partikel. Ved at finjustere mosaik mønster, kunne vi flytte forbedret absorption til forskellige bølgelængder, og dermed få endnu mere af en forbedring. Jeg tror, ​​vi kan få flere procent mere, "sagde han.

Halvleder polymer opfanger mere lys, fordi det metal nanopartikler absorberer lys, der normalt ville være spildt. Denne ekstra lys energi ophidser elektroner i metal partikler, der skaber electron bølger kaldes plasmoner - en krydsning mellem plasma og fotoner. Den plasmoner danser hen over overfladen, deponering energi inde i solcellen, som ellers ville gå tabt.

Forskere har været på udkig efter en måde at generere plasmoner i solceller uden væsentlig forøgelse af de vanskeligheder og omkostningerne ved fremstilling. I betragtning af at hans teknik bruger enkle fabrikation udstyr ved stuetemperatur, og da sølvpartikler selv samle kun baseret på kemien i belægningen, Berger mener, at alle laboratorier let kunne gøre brug af denne konstatering.

"Ikke nok med at ugen søge bedre effektivitet, men også lavere omkostninger også," tilføjede han.
Hans medforfattere på papiret inkluderer studerende Woo-Jun Yoon, der udfører dette arbejde for sin ph.d.-grad Fernando Teixeira, lektor i elektrisk og computer ingeniør, og Jiwen Liu, Thirumalai Durasisamy, Rao Revur, og Suvankar Sengupa - alle MetaMateria Partners, LLC, tidligere i Columbus, Ohio, hvilket belagt sølv nano-partikler med polymer.

Dette arbejde blev finansieret af Wright Center for Solceller Innovation og kommercialisering, og Institut for Materialeforskning ved Ohio State.

Last Update: 7. October 2011 07:32

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