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銀ナノ粒子は、太陽電池の効率を改善

Published on October 7, 2009 at 9:56 AM

の研究者はオハイオ州立大学は、太陽のエネルギーを吸収して電気を生成するポリマー半導体で実験している。目標:より軽く、より安く、そしてより多くの、フレキシブルな太陽電池。

彼らは今、プラスチックに銀の小さなビットを追加すると材料の電気的な現在の世代を高めることを発見した。

ポールバーガー、電気およびコンピュータ工学とオハイオ州立大学で物理学の教授の教授は、ジャーナル太陽エネルギー材料と太陽電池のオンライン結果を報告したチームを導いた。

平方センチメートルあたりに生成された電流の量 - - ナノ粒子の銀がある場合とない場合の実験的な太陽電池のポリマーによって生成されるバーガーと彼のチームは、吸収された光と電流密度の量を測定した。

銀がなければ、材料は、1平方センチメートル当たり6.2ミリアンプを生成する。銀と、それは7.0を生成 - ほぼ12%増を。

小さな銀粒子は、ポリマーが順番に出力電流を増加させる、通常は可能であるよりも太陽光の波長の広い範囲を、キャプチャ支援、ベルガーは説明した。

彼はさらに仕事で、この技術は、ポリマー太陽電池は、商業的に実現可能なことに向かって長い道のりを行くことができると付け加えた。

"ポリマー太陽電池の光吸収が不十分な今日です、"と彼は言った。 "トップを実行する材料は、約5パーセントの全体的な効率を持っている。であっても他の太陽電池の材料と比較してポリマーの比較的低い生産コストで、あなたはまだ収益化するために少なくとも10%にその効率を高める必要があるだろう。ための一つの方法は、彼らが吸収する波長の範囲を拡大することです。現在のポリマーは、入射太陽光のわずかな部分だけ吸収する。"

太陽電池を構成する光吸収性ポリマーとは異なるポリマー - - 新しい製造技術は、超薄型ポリマー層の各銀粒子を包む伴う光吸収ポリマーの下にそれらを堆積する前に、コーティングは、銀を防止凝集からの粒子だけでなく、それらをベルガーは光の吸収を高めるための鍵であると考えている緻密で規則的なモザイクパターンに自己集合することができます。

銀粒子は、材料が12%以上の電流を生成することができるにもかかわらず、その改善は全体的な太陽電池の効率が12%増に直接変換されないことがあります。多くの要因の効果の効率、およびいくつかのエネルギーが失われることがあります。

ポリマーまたは他の半導体材料から作られたもの - それでも、銀ナノ粒子は、太陽電池の事実上あらゆる種類の全体的な効率を高めることができます。バーガーと彼の同僚は、現在、さらにその数を増加させる他のナノ粒子製剤を研究しています。

"有機被膜を変更することにより、我々は粒子の間隔を変更し、各粒子のサイズを変更することができます。モザイクパターンを微調整することで、我々は、異なる波長に拡張された吸収を移動するため、改善のさらに多くを得ることができる。私たちはより多くの数%を得ることができると思う"と彼は言った。

金属は、通常は浪費される光を吸収するナノ粒子ので半導体ポリマーは、より多くの光をキャプチャします。プラズマと光子の間にクロス - この余分な光のエネルギーは、プラズモンと呼ばれる電子波を作成し、金属粒子に電子を励起する。プラズモン失うことになる太陽電池内部にエネルギーを堆積、表面全体に踊ります。

研究者は、大幅に製造の難しさとコストを増加させることなく、太陽電池のプラズモンを生成する方法を探している。彼のテクニックは、室温で、単純な製造装置を使用することを考えると、銀の粒子が自己集合のみコーティングの化学的性質に基づいてことを考えると、バーガーはどんな実験が容易にこの知見を利用することができると感じている。

"だけでなく、週があまりにも高い効率を求めるだけでなく、低コストか、"と彼は付け加えた。
フェルナンドテイシェイラ、電気およびコンピュータ工学の教授;紙の上で彼の共著者は博士号のためにこの作業を行っている学生祐田允、含めるとJiwen劉、ティルマDurasisamy、ラオRevur、とSuvankar Sengupaを - MetaMateriaパートナーのすべて、ポリマーと銀ナノ粒子をコーティングした以前はコロンブス、オハイオ州のLLC、、。

この作品は、太陽光発電のイノベーションと商業化、およびオハイオ州立大学の材料研究所のためのライトセンターによって賄われていた。

Last Update: 7. October 2011 23:35

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