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은 Nanoparticles는 태양 전지 효율성을 향상합니다

Published on October 7, 2009 at 9:56 AM

오하이오 주립 대학에 연구원은 태양의 에너지를 흡수하고 전기를 일으키는 중합체 반도체로 실험하고 있습니다. 목표: 더 가볍고, 더 싸고, 추가 유연한 태양 전지.

그(것)들은 지금 플라스틱에 은의 작은 비트를 추가하는 것이 물자' 전류 발생을 밀어준다는 것을 발견했습니다.

교수 그리고 오하이오 국가에 물리학의 전기와 컴퓨터 공학의 교수, 폴 Berger는, 전표 태양 에너지 물자 및 태양 전지에서 결과를 온라인으로 보고한 팀을 지도했습니다.

Berger와 그의 팀은 흡수된 빛과 전류밀도 양을 측정했습니다 -- 평방 센티미터 당 생성되는 전류 양 -- 은 nano 입자 유무 실험적인 태양 전지 중합체에 의해 생성하는.

은 없이, 물자는 평방 센티미터 당 6.2 milli-amps를 생성했습니다. 은으로, 그것은 7.0를 생성했습니다 -- 약 12%의 증가.

일반적으로 가능하십시오 보다는 작은 은 입자 도움은 중합체 붙잡음 햇빛의 파장의 광범위, 차례차례로 현재 산출을 증가하는, Berger 설명했습니다.

그는 중합체에게 태양 전지를 상업적으로 실행 가능해던 시키기로 추가 일에 그것을, 이 기술 갈 수 있었습니다 긴 쪽 추가했습니다.

"중합체 태양 전지의 흡광 부적당한 오늘입니다,"는 그는 말했습니다. "상단 능력을 발휘 물자에는 대략 5%의 전반적인 효율성이 있습니다. 그밖 태양 전지 물자와 비교된 중합체의 상대적으로 낮은 생산비로 조차, 여전히 적어도 10%에 그 이익을 돌기 위하여 효율성을 밀어주어야 할 것입니다. 하는 그(것)들이 흡수하는 파장의 범위를 확장하기 위한 것일 1개의 쪽. 현재 중합체는 단지 흡수합니다 사건 햇빛의 작은 부분만."

새로운 제작 기술은 매우 얇은 중합체 층에 있는 각 은 입자를 넣는 관련시킵니다 -- 태양 전지를 구성하는 빛 흡수 중합체 보다는 다른 중합체 -- 빛 흡수 중합체의 밑에 그(것)들을 예금하기 전에; 코팅은 응집에서 은 입자를 방지하고, 또한 조밀한 것으로 각자 소집하는 주고 Berger가 믿는 정규 모자이크 패턴은 흡광 강화에 중요합니다.

비록 은 입자가 물자가 12% 전류를 일으키 것을 허용하더라도, 그 개선은 전반적인 태양 전지 효율성에 있는 12% 증가로 직접 변환하지 않을 수 있습니다. 많은 요인은 효율성을 초래하고, 약간 에너지는 분실될 수 있습니다.

아직도, 은 nanoparticles는 태양 전지의 실제로 아무 종류나의 전반적인 효율성을 밀어줄 수 있었습니다 -- 그들은 중합체 또는 그밖 반도체 물자에게서 만들었습니다. Berger와 그의 동료는 지금 그 수를 더 증가할 그밖 nanoparticle 정립을 공부하고 있습니다.

"유기 코팅을 바꾸어서, 우리는 입자의 간격을 바꾸고 각 입자의 규모를 바꿀 수 있었습니다. 모자이크 패턴을 미조정해서, 우리는 다른 파장으로 강화한 흡수를 수 있고, 이렇게 개선의 더군다나를 얻습니다. 나는 우리가," 몇몇 퍼센트 더 얻어서 좋다는 것을 생각합니다 그는 말했습니다.

반도체 중합체는 금속 nanoparticles가 일반적으로 낭비될 빛을 흡수하기 때문에 추가 빛을 붙잡습니다. 플라스몬에게 불린 전자 파동을 만드는 금속 입자에 있는 전자가 이 여분 빛 에너지에 의하여 흥분합니다 -- 플라스마와 광양자 사이 십자가. 플라스몬은 그렇지 않으면 분실될 태양 전지 안쪽에 에너지를 예금하는 표면을 통해 무용합니다.

연구원은 매우 제조의 어려움 그리고 비용 증가 없이 태양 전지에 있는 플라스몬을 생성하는 쪽을 찾고 있습니다. 어떤 실험실든지 쉽게 이에게 찾아내기 사용할 수 있었다 은 입자가 각자 소집한다는 것을 그의 기술이 실내 온도에 간단한 제작 장비를 사용한다는 것을 주고, 주는 코팅, Berger의 화학에서만 느낍니다 기지를 두었습니다.

"뿐만 아니라 주 탐색 효율성은 잘, 또한 너무 저가," 그는 덧붙였습니다.
서류에 그의 공동 저자는 그의 박사 학위를 위한 이 일을 수행하고 있는 학생 구애하 6월 Yoon를 포함합니다; 부교수 Fernando Teixeira, 전기와 컴퓨터 공학의; 그리고 Jiwen Liu, Thirumalai Durasisamy, Rao Revur, 및 Suvankar Sengupa -- MetaMateria 전부는, 콜롬부스의 LLC, 먼저, 중합체로 은 nano 입자를 입힌 오하이오 파트너가 됩니다.

이 일은 Photovoltaics 혁신과 상품화를 위한 Wright 센터, 그리고 오하이오 국가에 물자 연구를 위한 학회에 의해 투자되었습니다.

Last Update: 13. January 2012 19:37

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