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银色 Nanoparticles 改进太阳能电池效率

Published on October 7, 2009 at 9:56 AM

俄亥俄州立大学的研究员试验吸收星期日的能源并且发电的聚合物半导体。 目标: 更轻,更加便宜和更多灵活的太阳能电池。

他们现在发现添加微小的一点儿银到塑料提高材料’电流生成。

保罗 Berger,电子和计算机工程物理教授和教授在俄亥俄状态的,导致报告结果在线在日记帐太阳能材料和太阳能电池的小组。

Berger 和他的小组评定了光被吸收的相当数量和电流密度 -- 每平方厘米电流被生成的相当数量 -- 生成由一个实验太阳能电池聚合物有和没有银色纳诺微粒。

没有银,材料生成了每平方厘米 6.2 milli-amps。 银,它生成了 7.0 -- 差不多 12% 增量。

小的银色微粒帮助聚合物获取阳光比通常可能的,反过来增加输出电流, Berger 各种各样的波长解释了。

他合计那个与进一步工作,此技术可能有帮助使聚合物太阳能电池商业上可行。

“聚合物太阳能电池的光吸收是不适于的今天”,他说。 “顶执行的材料有大约 5% 综合效率。 与聚合物的相对地低生产成本与其他太阳能电池材料比较,您会必须提高该效率到至少 10% 启用利润。 是扩展波长的范围他们吸收的一种方式执行。 当前聚合物只吸收事件阳光的一个小的部分”。

新的制造技术介入装箱每个银色微粒在一块超薄的聚合物层 -- 一个不同的聚合物比组成太阳能电池的轻吸收的聚合物 -- 在存款他们前在轻吸收的聚合物下; 涂层防止银色微粒聚集,而且给他们自汇编到密集,并且 Berger 相信的正常马赛克模式是关键的对提高光吸收。

即使银色微粒允许材料导致 12% 电流,该改善可能不转换直接地成在整体太阳能电池效率的一个 12% 增量。 许多系数影响效率,并且若干能源可以丢失。

但是,银色 nanoparticles 能提高实际上任何综合效率太阳能电池 -- 那些由聚合物或其他半导体材料做。 Berger 和他的同事现在学习进一步将增加该编号的其他纳米颗粒公式化。

“通过更改有机涂层,我们可能更改微粒的间隔和修改每个微粒的范围。 通过优化马赛克模式,我们可能移动改进的吸收向不同的波长和因而获得改善。 我认为我们可以几百分比多获得”,他说。

半导体聚合物获取更多光,因为金属 nanoparticles 吸收通常将浪费的光。 此额外的光能激发在金属微粒的电子,创建称胞质基因的电子波 -- 在等离子和光子之间的交叉。 胞质基因在表面间跳舞,存款在将否则丢失的太阳能电池里面的能源。

研究员寻找一个方式生成在太阳能电池的胞质基因,无需极大增加制造的困难和费用。 假设他的技术使用简单的制造设备在室温和假设银色微粒自汇编仅根据涂层, Berger 的化学认为所有实验室可能容易地利用此查找。

“不仅更好星期寻求效率,而且低成本”,他补充说。
他的本文的共同执笔者包括学员向求爱 6月 Yoon,进行他的博士学位的此工作; 福纳多特谢拉,电子和计算机工程副教授; 并且 Jiwen 刘, Thirumalai Durasisamy, Rao Revur 和 Suvankar Sengupa -- 所有 MetaMateria 成为伙伴, LLC,以前哥伦布,俄亥俄,用聚合物涂银色纳诺微粒。

此工作由 Photovoltaics 创新和商品化怀特中心和材料研究学院资助在俄亥俄状态。

Last Update: 13. January 2012 11:09

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