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/