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

Nanopartikel perak Meningkatkan Efisiensi Solar Cell

Published on October 7, 2009 at 9:56 AM

Para peneliti di Ohio State University yang bereksperimen dengan semikonduktor polimer yang menyerap energi matahari dan menghasilkan listrik. Tujuannya: lebih ringan, lebih murah, dan lebih-fleksibel sel surya.

Mereka telah menemukan bahwa menambahkan potongan-potongan kecil perak untuk plastik meningkatkan arus listrik generasi bahan '.

Paul Berger, profesor teknik elektro dan komputer dan profesor fisika di Ohio State, memimpin tim yang melaporkan hasil secara online di jurnal Solar Bahan Energi dan Solar Sel.

Berger dan timnya mengukur jumlah cahaya yang diserap dan rapat arus - jumlah arus listrik yang dihasilkan per sentimeter persegi - yang dihasilkan oleh sel surya polimer eksperimental dengan dan tanpa perak nano-partikel.

Tanpa perak, bahan yang dihasilkan 6,2 mili-amp per sentimeter persegi. Dengan perak, itu dihasilkan 7,0 - meningkat hampir 12 persen.

Partikel perak kecil membantu polimer menangkap lebih luas dari panjang gelombang sinar matahari biasanya akan mungkin, yang pada gilirannya meningkatkan arus keluaran, Berger menjelaskan.

Dia menambahkan bahwa dengan kerja lebih lanjut, teknologi ini bisa pergi jauh ke arah membuat sel surya polimer komersial.

"Para penyerapan cahaya sel surya polimer tidak memadai hari ini," katanya. "Top-performing bahan memiliki efisiensi keseluruhan sekitar 5 persen. Bahkan dengan biaya produksi relatif rendah dari polimer dibandingkan dengan bahan-bahan sel surya, Anda masih harus meningkatkan efisiensi bahwa setidaknya 10 persen untuk menghasilkan keuntungan. Salah satu cara untuk melakukan itu akan memperluas jangkauan panjang gelombang bahwa mereka menyerap. Polimer hanya menyerap sebagian kecil dari insiden sinar matahari. "

Teknik fabrikasi baru melibatkan membungkus setiap partikel perak dalam lapisan polimer ultra-tipis - polimer berbeda dari polimer menyerap cahaya yang membentuk sel surya - sebelum menyimpan mereka di bawah cahaya-menyerap polimer; lapisan mencegah perak partikel dari penggumpalan, tetapi juga memungkinkan mereka untuk merakit diri menjadi pola mosaik padat dan teratur bahwa Berger percaya adalah kunci untuk meningkatkan penyerapan cahaya.

Meskipun partikel perak memungkinkan bahan untuk memproduksi 12 persen listrik saat ini lebih, perbaikan yang tidak dapat diterjemahkan langsung ke peningkatan 12 persen dalam efisiensi sel surya secara keseluruhan. Banyak faktor yang mempengaruhi efisiensi, dan energi beberapa bisa hilang.

Namun, nanopartikel perak dapat meningkatkan efisiensi keseluruhan hampir semua jenis sel surya - yang terbuat dari polimer atau bahan semikonduktor lainnya. Berger dan rekan-rekannya sedang mempelajari formulasi nanopartikel lain yang akan meningkatkan jumlah yang lebih lanjut.

"Dengan mengubah lapisan organik, kita bisa mengubah jarak partikel dan mengubah ukuran partikel masing-masing. Dengan fine-tuning pola mosaik, kita bisa bergerak penyerapan ditingkatkan untuk panjang gelombang yang berbeda, dan dengan demikian mendapatkan bahkan lebih banyak perbaikan. Saya pikir kita bisa mendapatkan beberapa persen lebih, "katanya.

Polimer semikonduktor menangkap lebih ringan karena logam nanopartikel menyerap cahaya yang biasanya akan sia-sia. Ini energi cahaya ekstra menggairahkan elektron dalam partikel logam, menciptakan gelombang elektron disebut plasmon - persilangan antara plasma dan foton. Plasmon tari di seluruh permukaan, penyetoran energi dalam sel surya yang lain akan hilang.

Para peneliti telah mencari cara untuk menghasilkan plasmon dalam sel surya tanpa sangat meningkatkan kesulitan dan biaya pembuatan. Mengingat bahwa teknik nya menggunakan peralatan fabrikasi sederhana pada suhu kamar, dan mengingat bahwa partikel perak merakit diri hanya berdasarkan kimia lapisan, Berger merasa bahwa laboratorium pun dengan mudah bisa memanfaatkan temuan ini.

"Tidak hanya lakukan minggu mencari efisiensi yang lebih baik, tetapi juga biaya yang lebih rendah juga," tambahnya.
Rekan-penulis di atas kertas termasuk mahasiswa Woo-Juni Yoon, yang melakukan pekerjaan ini untuk gelar doktornya, Fernando Teixeira, profesor teknik elektro dan komputer, dan Jiwen Liu, Thirumalai Durasisamy, Rao Revur, dan Suvankar Sengupa - semua MetaMateria Partners, LLC, sebelumnya Columbus, Ohio, yang dilapisi perak nano-partikel dengan polimer.

Pekerjaan ini didanai oleh Pusat Wright Inovasi Fotovoltaik dan Komersialisasi, dan Institut untuk Bahan Penelitian di Ohio State.

Last Update: 8. October 2011 05:39

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