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Le Nanoparticelle D'argento Migliorano il Risparmio Di Temi della Pila Solare

Published on October 7, 2009 at 9:56 AM

I Ricercatori all'Ohio State University stanno sperimentando con i semiconduttori del polimero che assorbono l'energia del sole e generano l'elettricità. Lo scopo: pile solari più leggere, più economiche e più-flessibili.

Ora hanno scoperto che aggiungere i bit minuscoli di argento alla plastica amplifica la generazione della corrente elettrica dei materiali'.

Paul Berger, il professor di elettrico e ingegneria informatica ed il professor di fisica allo Stato dell'Ohio, piombo il gruppo che ha riferito i risultati online nei Materiali A energia solare del giornale e nelle Pile Solari.

Berger ed il suo gruppo hanno misurato la quantità di indicatore luminoso assorbente e della densità di corrente -- la quantità di corrente elettrica generata per centimetro quadrato -- generato da un polimero sperimentale della pila solare con e senza le nano-particelle d'argento.

Senza argento, il materiale ha generato 6,2 milliampère per centimetro quadrato. Con argento, ha generato 7,0 -- un aumento di quasi 12 per cento.

La piccola guida d'argento delle particelle il bloccaggio del polimero una più vasta gamma di lunghezze d'onda di luce solare che sia normalmente possibile, che a sua volta aumenta l'output corrente, Berger ha spiegato.

Ha aggiunto che con ulteriore lavoro, questa tecnologia potrebbe andare un modo lungo verso rendere a polimero le pile solari commercialmente possibili.

“L'assorbimento della luce delle pile solari del polimero è oggi insufficiente,„ ha detto. “I materiali d'esecuzione hanno un risparmio di temi globale di circa 5 per cento. Anche con il costo di produzione dei polimeri relativamente basso confrontati ad altri materiali della pila solare, ancora dovreste amplificare quel risparmio di temi almeno a 10 per cento per girare gli utili. Un modo fare che sarebbe di ampliare l'intervallo delle lunghezze d'onda che assorbono. I polimeri Correnti assorbono soltanto una piccola parte della luce solare di incidente.„

La nuova tecnica di montaggio comprende imballare ogni particella d'argento in un livello ultrasottile del polimero -- un polimero differente che il polimero luminoso assorbente che compone la pila solare -- prima del deposito loro sotto il polimero luminoso assorbente; il rivestimento impedisce le particelle d'argento l'agglutinamento, ma egualmente li permette auto-di montare in un denso ed il reticolo di mosaico regolare che Berger crede è chiave a migliorare l'assorbimento della luce.

Anche se le particelle d'argento permettono che il materiale produca la corrente 12 per cento più elettrica, quel miglioramento non può tradurre direttamente in aumento di 12 per cento nel risparmio di temi globale della pila solare. Molti fattori effettuano il risparmio di temi e una certa energia può essere persa.

Eppure, le nanoparticelle d'argento hanno potuto amplificare il risparmio di temi globale di virtualmente qualunque genere di pila solare -- quelli hanno fatto dai polimeri o da altri materiali a semiconduttore. Berger ed i suoi colleghi ora stanno studiando altre formulazioni di nanoparticella che aumenterebbero quel numero ulteriormente.

“Cambiando il rivestimento organico, potremmo cambiare il gioco delle particelle ed alterare la dimensione di ogni particella. Regolando il reticolo di mosaico, potremmo muovere l'assorbimento migliorato verso le lunghezze d'onda differenti e così otteniamo ancora di più di un miglioramento. Penso che possiamo ottenere parecchie percentuali di più,„ ha detto.

Il polimero a semiconduttore cattura più indicatore luminoso perché le nanoparticelle del metallo assorbono l'indicatore luminoso che sarebbe sprecato normalmente. Questa energia leggera extra eccita gli elettroni nelle particelle del metallo, creanti le onde degli elettroni chiamate plasmon -- un incrocio fra plasma ed i fotoni. I plasmon ballano attraverso la superficie, depositante l'energia dentro la pila solare che sarebbe persa altrimenti.

I Ricercatori stanno cercando un modo generare i plasmon in pile solari senza notevolmente aumentare la difficoltà ed il costo della lavorazione. Poichè la sua tecnica utilizza la strumentazione semplice di montaggio alla temperatura ambiente e poichè le particelle d'argento auto-montano ha basato soltanto sulla chimica del rivestimento, Berger ritiene che tutto il laboratorio potrebbe usare facilmente questa individuazione.

“Non solo fa meglio il risparmio di temi di ricerca di settimana, ma anche bassi costi anche,„ ha aggiunto.
I Suoi co-author sul documento includono lo studente Corteggiare-Giugno Yoon, che sta conducendo questo lavoro per il suo grado di laurea; Fernando Teixeira, professore associato di elettrico e ingegneria informatica; e Jiwen Liu, Thirumalai Durasisamy, Rao Revur e Suvankar Sengupa -- tutto il MetaMateria Partners, LLC, precedentemente di Columbus, l'Ohio, che ha ricoperto le nano-particelle d'argento di polimero.

Questo lavoro è stato costituito un fondo per dal Centro di Wright per l'Innovazione e la Commercializzazione di Photovoltaics e dall'Istituto per la Ricerca dei Materiali allo Stato dell'Ohio.

Last Update: 13. January 2012 16:07

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