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Desenvolvimento de novos auxílios Apreciação células solares mais eficientes

Published on October 8, 2010 at 5:02 AM

Uma equipe de pesquisadores da North Carolina State University e no Reino Unido descobriu que a baixa taxa de conversão de energia em todas as de polímero de tecnologia de células solares é causada pela estrutura das células solares se. Eles esperam que sua descoberta possa levar à criação de células solares mais eficientes.

Poliméricos células solares são feitos de finas camadas de estruturas de interpenetração de dois diferentes plásticos condutores e são cada vez mais popular, porque ambos são potencialmente mais barato fazer do que as atualmente em uso e pode ser "pintado", ou impresso em uma variedade de superfícies, incluindo filmes flexíveis feita a partir do mesmo material como garrafas de refrigerante mais. No entanto, estas células solares ainda não são rentáveis ​​para fazer porque eles só têm uma taxa de conversão de energia de cerca de três por cento, em oposição à taxa de 15 por cento para 20 em tecnologia solar existente.

"As células solares tem que ser simultaneamente grossa o suficiente para absorver fótons do Sol, mas têm estruturas pequeno o suficiente para que a energia captada - conhecido como um exciton - para poder viajar para o local de separação de carga e conversão em energia elétrica que usamos , "diz o Dr. Harald Ade, professor de física e um dos autores de um artigo descrevendo a pesquisa. "As células solares de captura os fótons, mas o exciton tem muito de viajar, a interface entre os dois diferentes tipos de plásticos usados ​​é demasiado áspero para separação de carga eficiente, e sua energia se perde."

Resultados dos pesquisadores aparecem on-line em Materiais Funcionais Avançados e Nano Letters.

Para que a célula solar para ser mais eficiente, Ade diz, a camada que absorve os fótons deve ser em torno de 150-200 nanômetros de espessura. (Um nanômetro é milhares de vezes menores que a espessura de um cabelo humano). Exciton O resultado, no entanto, só deve ter que percorrer uma distância de 10 nanômetros antes de separação de carga. A maneira que as células solares poliméricas estão atualmente estruturadas impede este processo.

Ade continua: "No sistema de todos-polímero investigados, a distância mínima que o exciton deve viajar é de 80 nanômetros, o tamanho das estruturas formadas dentro do filme fino. Além disso, os dispositivos de forma são fabricadas, a interface entre o isn estruturas 't bem definidas, o que significa que os excitons, ou encargos, ficar preso. métodos de fabricação New que fornecem estruturas menores e interfaces mais nítida necessidade de ser encontrado. "

Ade e sua equipe pretendem analisar os diferentes tipos de polímero baseado em células solares para ver se a sua baixa eficiência são devidos a este mesmo problema estrutural. Eles esperam que seus dados levará os químicos e os fabricantes a explorar diferentes formas de colocar essas células em conjunto para aumentar a eficiência.

"Agora que sabemos por que a tecnologia existente não funciona tão bem quanto poderia, nossos próximos passos serão em olhar para os processos físicos e químicos que irá corrigir esses problemas. Quando tivermos uma base de eficiência, podemos redirecionar pesquisa e os esforços de produção. "

Fonte: http://www.ncsu.edu/

Last Update: 10. October 2011 08:18

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