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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Argonne वैज्ञानिकों निर्माण सौर सेल तकनीक परिष्कृत

Published on November 10, 2009 at 5:43 PM

ऊर्जा (डो) Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला के अमेरिकी विभाग के वैज्ञानिकों semiconducting सामग्री और फिर उन्हें सीधे अंदर पॉलिमर "बढ़ती" की ट्यूब बनाकर सौर कोशिकाओं के निर्माण की तकनीक को परिष्कृत किया है. विधि आज वाणिज्यिक सौर कोशिकाओं को बनाने के लिए इस्तेमाल की प्रक्रिया की तुलना में काफी सस्ता होने की संभावना है.

इस कंप्यूटर जनित छवि नैनोट्यूब, 10,000 बार एक मानव बाल है, जो एक नया "बढ़ती" सौर कोशिकाओं के लिए Argonne पर विकसित तकनीक शामिल की चौड़ाई की तुलना में छोटे से पता चलता है.

क्योंकि आज की पीढ़ी के सौर कोशिकाओं के उत्पादन की लागत उन्हें आर्थिक रूप से जीवाश्म ईंधन के साथ प्रतिस्पर्धा करने से रोकने के लिए, Argonne शोधकर्ताओं सौर सेल के मूल डिजाइन फिर से कल्पना काम कर रहे हैं. अधिकांश मौजूदा सौर कोशिकाओं क्रिस्टलीय सिलिकॉन या कैडमियम Telluride उपयोग करते हैं, लेकिन एक क्रिस्टल उच्च शुद्धता बढ़ रही ऊर्जा और श्रम प्रधान है, कोशिकाओं महंगा बना.

अगली पीढ़ी, संकर सौर कोशिकाओं को कहा जाता है, सस्ता कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों का एक मिश्रण का उपयोग करता है. इन सामग्रियों को प्रभावी ढंग से गठबंधन करने के लिए, Argonne शोधकर्ताओं एक नई तकनीक अकार्बनिक नैनोट्यूब के अंदर सीधे पॉलिमर जैविक बढ़ने बनाया.

इसकी सबसे बुनियादी स्तर पर, सौर सेल प्रौद्योगिकी शुरू जब फोटॉनों, या प्रकाश के कणों semiconducting सामग्री हड़ताल प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला पर निर्भर करता है. जब एक फोटान सेल हिट, यह अपनी प्रारंभिक अवस्था में से एक बाहर इलेक्ट्रॉन उत्तेजित, एक "छेद" सकारात्मक चार्ज छोड़ने के पीछे.

हाइब्रिड सौर कोशिकाओं semiconducting सामग्री के दो अलग - अलग प्रकार के होते हैं: एक इलेक्ट्रॉनों, अन्य छेद आयोजित. दो अर्धचालक के बीच जंक्शन पर, इलेक्ट्रॉन छेद जोड़ी अलग निकाला जाता है, वर्तमान बनाने के.

अध्ययन में, Argonne nanoscientist सेठ डार्लिंग और Argonne और शिकागो विश्वविद्यालय में सहयोगियों दो सामग्री की ज्यामिति पर पुनर्विचार करना पड़ा. यदि दो अर्धचालक भी दूर रखा जाता है, इलेक्ट्रॉन छेद जोड़ी पारगमन में मर जाएगा. हालांकि, अगर वे बहुत बारीकी से पैक कर रहे हैं, अलग प्रभार सेल के नहीं कर बाहर होगी.

एक विकल्प के डिजाइन में, वैज्ञानिकों को एक इलेक्ट्रॉन दान इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) के साथ संयुग्मित बहुलक बनती.

टाइटेनियम डाइऑक्साइड आसानी से miniscule ट्यूबों रूपों भर-10 नैनोमीटर, 000 बार एक मानव बाल से छोटी के बस दसियों. छोटे, वर्दी नैनोट्यूब की पंक्तियाँ टाइटेनियम की एक फिल्म है कि एक विद्युत स्नान में जलमग्न है भर में अंकुर.

अगले कदम के शोधकर्ताओं कार्बनिक बहुलक एक निराशा होती प्रक्रिया के साथ नैनोट्यूब भरने की आवश्यकता है.

"बहुलक के साथ नैनोट्यूब भरने के लिए एक छोटे से छेद से भरा तालिका में गीला स्पेगेटी सामान की कोशिश कर रहा तरह है," डार्लिंग ने कहा. "बहुलक अप झुकने और घुमा, जो inefficiencies की ओर जाता है समाप्त होता है क्योंकि यह दोनों हवा की जेब जाल के रूप में यह हो जाता है और क्योंकि मुड़ पॉलिमर शुल्क के रूप में अच्छी तरह से आचरण नहीं करते.

"इसके अलावा, इस बहुलक टाइटेनियम डाइऑक्साइड की तरह नहीं है," जानेमन गयी. "तो यह अंतरफलक जब भी यह कर सकते से दूर खींचती है."

इस समस्या का टलना करने की कोशिश कर रहा, टीम ट्यूब सीधे अंदर बहुलक बढ़ के विचार पर मारा. वे एक बहुलक अग्रदूत के साथ ट्यूबों भरा है, पराबैंगनी प्रकाश पर दिया, और पॉलिमर ट्यूबों के भीतर हो जाना.

इस तरह से हो, बहुलक TiO2 से दूर शर्मीली नहीं करता है. वास्तव में, परीक्षणों सुझाव है दो सामग्री वास्तव में आणविक स्तर पर आपस में मिलना, वे एक साथ या तो अकेले दो सामग्री के लिए दुर्गम तरंगदैर्य पर प्रकाश पर कब्जा करने में सक्षम हैं. इस "देसी" विधि संभवतः कम ऊर्जा गहन प्रक्रिया है कि आज की सौर कोशिकाओं में इस्तेमाल किया सिलिकॉन क्रिस्टल का उत्पादन से ज्यादा महंगा है.

इन उपकरणों में नाटकीय रूप से पूर्व विकसित बहुलक के साथ नैनोट्यूब भरने अवशोषित धूप से लगभग 10 गुना अधिक बिजली उत्पादन के द्वारा गढ़े उन मात. सौर कोशिकाओं को इस तकनीक द्वारा उत्पादित, तथापि, वर्तमान के रूप में सिलिकॉन कोशिकाओं कर सकते हैं के रूप में सूर्य के प्रकाश से उपलब्ध ऊर्जा के में ज्यादा नहीं दोहन करते हैं. डार्लिंग को उम्मीद है कि आगे के प्रयोग 'कोशिकाओं की दक्षता में सुधार होगा.

कागज, हकदार "स्वस्थानी यूवी polymerization में बेहतर सौर संकर के माध्यम से सेल", लघु पत्रिका में प्रकाशित किया गया था और ऑनलाइन उपलब्ध है.

इस शोध के लिए अनुदान मूल ऊर्जा विज्ञान के कार्यालय ऊर्जा विभाग द्वारा और NSF-सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग सेंटर शिकागो विश्वविद्यालय में रिसर्च द्वारा प्रदान की गई थी.

Last Update: 19. October 2011 15:38

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