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Nanoparticles De Prata Melhora a Eficiência da Célula Solar

Published on October 7, 2009 at 9:56 AM

Os Pesquisadores na Universidade Estadual do Ohio estão experimentando com os semicondutores do polímero que absorvem a energia do sol e geram a electricidade. O objetivo: células solares mais claras, mais baratas, e mais-flexíveis.

Têm descoberto agora que adicionar bits minúsculos da prata ao plástico impulsiona a geração da corrente elétrica dos materiais'.

Paul Berger, professor de elétrico e engenharia informática e professor da física no Estado de Ohio, conduziu a equipe que relatou os resultados em linha nos Materiais e nas Células Solares da Energia Solar do jornal.

Berger e sua equipe mediram a quantidade de luz absorvida e da densidade actual -- a quantidade de corrente elétrica gerada pelo centímetro quadrado -- gerado por um polímero experimental da célula solar com e sem as nano-partículas de prata.

Sem prata, o material gerou 6,2 miliampères pelo centímetro quadrado. Com prata, gerou 7,0 -- um aumento de quase 12 por cento.

A ajuda de prata pequena das partículas a captação do polímero uma escala mais larga dos comprimentos de onda da luz solar do que seja normalmente possível, que aumenta por sua vez a saída actual, Berger explicou.

Adicionou aquele com trabalho mais adicional, esta tecnologia poderia ir uma maneira longa para a factura de células solares do polímero comercialmente viáveis.

“A absorção de luz de células solares do polímero é hoje inadequado,” disse. “Os materiais deexecução têm uma eficiência total de aproximadamente 5 por cento. Mesmo com os custos de gastos de fabricação relativamente baixos dos polímeros comparados a outros materiais da célula solar, você ainda teria que impulsionar essa eficiência pelo menos a 10 por cento para girar um lucro. Uma maneira de fazer que seria expandir a escala dos comprimentos de onda que absorvem. Os polímeros Actuais absorvem somente uma parcela pequena da luz solar do incidente.”

A técnica nova da fabricação envolve encerrar cada partícula de prata em uma camada ultra-fina do polímero -- um polímero diferente do que o polímero deabsorção que compo a célula solar -- antes de depositá-los abaixo do polímero deabsorção; o revestimento impede as partículas de prata se aglutinem, mas igualmente permite que auto-montem em um denso e o teste padrão de mosaico regular que Berger acredita é chave a aumentar a absorção de luz.

Mesmo que as partículas de prata permitam que o material produza uma corrente 12 por cento mais elétrica, essa melhoria não pode traduzir directamente em um aumento de 12 por cento na eficiência total da célula solar. Muitos factores efectuam a eficiência, e alguma energia pode ser perdida.

Ainda, os nanoparticles de prata podiam impulsionar a eficiência total de virtualmente qualquer tipo da célula solar -- aqueles fizeram dos polímeros ou dos outros materiais do semicondutor. Berger e seus colegas estão estudando agora outras formulações do nanoparticle que aumentariam esse número mais.

“Mudando o revestimento orgânico, nós poderíamos mudar o afastamento das partículas e alterar o tamanho de cada partícula. Ajustando o teste padrão de mosaico, nós poderíamos mover a absorção aumentada para comprimentos de onda diferentes, e obtemos assim ainda mais de uma melhoria. Eu penso que nós podemos obter diversos por cento mais,” disse.

O polímero do semicondutor captura mais luz porque os nanoparticles do metal absorvem a luz que seria desperdiçada normalmente. Esta energia clara extra excita elétrons nas partículas do metal, criando as ondas de elétron chamadas plasmons -- uma cruz entre o plasma e os fotão. Os plasmons dançam através da superfície, depositando a energia dentro da célula solar que seria perdida de outra maneira.

Os Pesquisadores têm procurado uma maneira de gerar plasmons nas células solares sem extremamente aumentar a dificuldade e o custo da fabricação. Dado que sua técnica usa o equipamento simples da fabricação na temperatura ambiente, e dado que as partículas de prata auto-montam baseou somente na química do revestimento, Berger sente que todo o laboratório poderia facilmente utilizar este encontrar.

“Faça Não somente eficiência da busca da semana a melhor, mas igualmente mais baixos custos também,” adicionou.
Seus co-autores no papel incluem o estudante Cortejar-Junho Yoon, que está conduzindo este trabalho para seu doutoramento; Fernando Teixeira, professor adjunto de elétrico e engenharia informática; e Jiwen Liu, Thirumalai Durasisamy, Rao Revur, e Suvankar Sengupa -- todo o MetaMateria Partners, LLC, anteriormente de Columbo, Ohio, que revestiu as nano-partículas de prata com o polímero.

Este trabalho foi financiado pelo Centro de Wright para a Inovação e a Comercialização de Photovoltaics, e pelo Instituto para a Pesquisa dos Materiais no Estado de Ohio.

Last Update: 13. January 2012 14:15

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