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Nouvelle aide au développement des résultats cellules solaires plus efficaces

Published on October 8, 2010 at 5:02 AM

Une équipe de chercheurs de North Carolina State University et le Royaume-Uni a constaté que le faible taux de conversion de l'énergie dans le tout-polymère de cellules solaires de technologie est causée par la structure des cellules solaires eux-mêmes. Ils espèrent que leurs résultats conduiront à la création de cellules solaires plus efficaces.

Les cellules solaires polymères sont constitués de couches minces de structures qui s'interpénètrent à partir de deux différents plastiques conducteurs et sont de plus en plus populaires parce qu'ils sont potentiellement moins cher à fabriquer que ceux actuellement en usage et peut être "peint" ou imprimés sur une variété de surfaces, y compris les films souples fabriqués à partir du même matériau que la plupart des bouteilles de soda. Cependant, ces cellules solaires ne sont pas encore rentable de faire, car ils n'ont qu'un taux de conversion de puissance d'environ trois pour cent, par opposition aux taux de 15 à 20 pour cent dans la technologie solaire existant.

"Les cellules solaires doivent être simultanément assez épaisse pour absorber les photons du soleil, mais ont des structures assez petit pour que l'énergie captée - connu comme un exciton - pour être en mesure de voyager sur le site de la séparation de charge et de la conversion en électricité que nous utilisons », explique le Dr Harald Ade, professeur de physique et l'un des auteurs d'un article décrivant la recherche. "Les cellules solaires capturer les photons, mais l'exciton est trop loin pour voyager, l'interface entre les deux plastiques différents utilisés est trop rude pour la séparation de charge efficace, et son énergie se perd."

Les résultats des chercheurs apparaissent en ligne dans Advanced Functional Materials et de Nano Letters.

Pour que la cellule solaire à être plus efficace, Ade dit, la couche qui absorbe les photons devrait être environ 150-200 nanomètres d'épaisseur. (Un nanomètre est des milliers de fois plus petit que la largeur d'un cheveu humain). Les excitons résultant, cependant, ne devrait avoir à parcourir une distance de 10 nanomètres avant la séparation de charge. La manière dont les cellules solaires polymères sont actuellement structurés entrave ce processus.

Adé continue: «Dans le système de tout-polymère d'une enquête, la distance minimale qui doit voyager l'exciton est de 80 nanomètres, la taille des structures formées à l'intérieur de la couche mince. De plus, les dispositifs sont actuellement fabriqués façon, l'interface entre les structures de l'ISN 't nettement définie, ce qui signifie que les excitons, ni les redevances, se retrouvent piégés. nouvelles méthodes de fabrication qui offrent des structures plus petites et plus nettes interfaces doivent être trouvées. "

Adé et son équipe prévoient de regarder les différents types de polymères à base de cellules solaires pour voir si leur faible efficacité sont dues à ce même problème structurel. Ils espèrent que leurs données conduira les chimistes et les fabricants d'explorer différentes façons de mettre ces cellules ensemble pour accroître l'efficacité.

«Maintenant que nous savons pourquoi la technologie existante ne fonctionne pas aussi bien qu'il le pouvait, nos prochaines étapes seront en examinant les processus physiques et chimiques qui sera correct pour ces problèmes. Dès que nous aurons une base de référence d'efficacité, nous pouvons réorienter la recherche et les efforts de fabrication. "

Source: http://www.ncsu.edu/

Last Update: 27. October 2011 06:08

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