Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Научные Работники Argonne Уточняют Метод для того чтобы Изготовить Фотоэлементы

Published on November 10, 2009 at 5:43 PM

Научные Работники на Министерстве Энергетики США Лаборатория (DOE) Argonne Национальная уточняли метод для того чтобы изготовить фотоэлементы путем создавать пробки semiconducting материала и после этого «расти» полимеры сразу внутри их. Метод имеет потенциал быть значительно более дешев чем процесс используемый для того чтобы сделать сегодняшние коммерчески фотоэлементы.

Это компьютерное изображение показывает nanotubes, 10.000 времен мало чем ширина человеческих волос, которые состоят из нового метода начатого на Argonne для «» фотоэлементов.

Потому Что цены производства сегодняшнего поколения фотоэлементов предотвращают их от состязаться экономично с каменными углями, исследователя Argonne работают для того чтобыпредставить конструкцию фотоэлемента основную. Большинств настоящие фотоэлементы используют кристаллический теллурид кремния или кадмия, но расти высокочистый кристалл энергия и трудоёмкое, делающ клетки дорогей.

Вызванное следующее поколени, гибридными фотоэлементами, использует бленду более дешевых органических и неорганических материалов. Совместили эти материалы эффектно, исследователя Argonne создали новый метод для того чтобы вырасти, что nanotubes органической внутренности полимеров сразу неорганические.

На своем самом основном уровне, технология фотоэлемента полагается на серии начатых процессов когда фотоны, или частицы света, поражают semiconducting материал. Когда фотон ударяет клетку, он возбуждает один электрон из своего начального состояния, выходя за «отверстием» положительной обязанности.

Гибридные фотоэлементы содержат 2 отдельно типа semiconducting материала: одно дирижирует электроны, другие отверстия. На соединении между 2 полупроводниками, пара электрон-отверстия получает вытягиванной врозь, создающ течение.

В изучении, Милочка и коллегаы Seth nanoscientist Argonne на Argonne и Чикагском Университете должны переосмыслить геометрию 2 материалов. Если 2 полупроводника помещены слишком далеко врозь, то пары электрон-отверстия умрут в переходе. Однако, если они упакованы слишком близко, то отделенные обязанности не сделают его из клетки.

В конструировать алтернативу, научные работники спарили электрон-даря проспряганный полимер с двуокисью акцептора электронов titanium (TiO2).

Titanium двуокись охотно формирует маленькие 10 пробок как раз времен нанометров across-10,000 более малых чем человеческие волосы. Рядки малюсеньких, равномерных nanotubes пускают ростии через фильм титана который был погружен в воду в электрохимической ванне.

Необходимо требовал, что исследователя заполнили nanotubes с органическим процессом расстраивать полимера-.

«Заполнять nanotubes с полимером как пробовать заполнить влажные спагетти в таблицу вполне малюсеньких отверстий,» Милочка сказала. «Полимер кончает вверх гнуть и переплетать, который водит к неэффективностям и потому что оно поглощает карманн воздуха по мере того как оно идет и потому что переплетенные полимеры не дирижируют обязанности также.

«В добавлении, этот полимер не любит titanium двуокись,» добавленная Милочка. «Так она вытягивает далеко от интерфейса когда она может.»

Пробующ для того чтобы sidestep эта проблема, команда ударенная на идее расти полимер сразу внутри пробок. Они заполнили пробки с прекурсором полимера, включили ультрафиолетовый свет, и воспрепятствовали полимерам вырасти внутри пробки.

О этому путю, полимер shy далеко от TiO2. В действительности, испытания предлагают что 2 материала фактически mingle на молекулярном уровне; совместно они могл захватить светлое на длинах волн труднопоступное к тому из 2 материалов самостоятельно. Этот «homegrown» метод потенциально очень более менее дорогий чем энерги-интенсивнейший процесс который производит кристаллы кремния используемые в сегодняшних фотоэлементах.

Эти приборы драматически делают те лучше изготовленные путем заполнять nanotubes с, котор pre-росли полимером, производящ около 10 времен больше электричества от поглощенного солнечного света. Фотоэлементы произведенные этим методом, однако, в настоящее время не обуздывают как много из доступной энергии от солнечного света по мере того как клетки кремния могут. Милочка надеется что более дополнительные эксперименты улучшат эффективность клеток.

Озаглавленная бумага, «Улучшила Гибридные Фотоэлементы через в Полимерность situ UV», была опубликована в журнале Малом и доступное он-лайн.

Финансирование для этого исследования было обеспечено Министерством Энергетики Офис Основных Наук Энергии и NSF-Материалами Исследуйте Науку и Центр Инджиниринга на Чикагском Университете.

Last Update: 13. January 2012 13:36

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit