Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

تقنيات جديدة Nanofabrication يفتح الباب لأجيال المستقبل من الخلايا الشمسية

Published on November 15, 2010 at 6:15 PM

علماء في إدارة الولايات المتحدة من المختبر الوطني للطاقة أرجون بدأت في استخدام الجزيئية "الاستنسل" لتمهيد الطريق للمواد الجديدة التي يمكن أن تجد طريقها إلى يحتمل الأجيال المقبلة من الخلايا الشمسية ، ومحفزات والبلورات الضوئية.

طور باحثون في مركز لأرجون لمواد النانو والطاقة قسم أنظمة تقنية تعرف باسم التوليف تسلل متتابعة (SIS) ، الذي يعتمد على خلق الذاتي تجميعها في المجالات الكيميائية النانوية التي يمكن زراعتها غيرها من المواد. في هذه التقنية ، ودعا الفيلم يتكون من جزيئات كبيرة بوليمرات كتلة بمثابة قالب لإنشاء مواد عالية الانضباطي منقوشة.

هذا الفيلم من بوليمرات كتلة يبين اتجاه المواد المميز للفصل في مناطق مختلفة.

هذه الطريقة الجديدة تمثل امتدادا لترسيب طبقة الذري (محددة المدة) ، وهي تقنية الشعبية لتخليق المواد التي تستخدم بشكل روتيني من قبل العلماء أرجون. بدلا من اثنين فقط من الأفلام الأبعاد طبقات مختلفة من المواد النانوية على رأس واحد آخر ، ومع ذلك ، يسمح للعلماء الهيئة العامة للاستعلامات لبناء المواد التي هندستها أكثر تعقيدا بكثير.

"هذه التقنية الجديدة تسمح لنا لخلق المواد التي كانت مجرد غير ممكن مع بوليمرات محددة المدة أو كتلة وحدها" ، وقال سيث دارلينج ، وهو nanoscientist أرجون الذي ساعد على تطوير الهيئة العامة للاستعلامات بالتعاون مع الصيدلي أرجون جيف عيلام. "لديها القدرة على التحكم في هندسة المواد ونحن نحقق وكذلك التركيب الكيميائي يفتح الباب أمام الكون كله من المواد الجديدة."

وفقا لدارلنج ، فإن نجاح هذه التقنية يعتمد على كيمياء فريدة من بوليمرات كتلة. وتتألف كل كتلة كوبوليمر مفارز متميزتين كيميائيا ، على سبيل المثال ، واحدة فرعية قد يكون لها تقارب للمياه في حين أن الآخر قد صد المياه. في مثل هذه الحالة ، أود التماس مثل إنشاء مصفوفة غير متجانسة من مناطق متجانسة تتخللها.

"يمكنك التفكير في كوبوليمر كتلة كما مثل زوج من التوائم السيامية حيث الجزيئية أحد يحب التحدث واحد يحب ان يقرأ بهدوء" ، وقال دارلنغ. "إذا وضعت مجموعة من هذه التوائم معا في غرفة ، منها ثرثارة تسير في محاولة ليكون بالقرب منها ثرثارة والقراء تسير في محاولة ليكون بالقرب من القراء ، لكنهم لا يستطيعون ببساطة منفصلة عن أنفسهم اما الجانب من الغرفة ، وانه من هذا الإجراء الذي يعطينا هندستها ونحن نبحث عنه. "

اعتمادا على الركيزة الأولي ، بوليمرات كتلة ، وتجهيز المواد التي استخدم العلماء ، يمكن أن تشكل المناطق التي لها أشكال عديدة ومختلفة ، من لكروية أسطواني إلى مستو. في حين أن هناك أنواعا عديدة من بوليمرات كتلة ، بصفة عامة لا يمكن أن تكون بمثابة صفيف واسعة من الأغراض والمواد غير العضوية. هذا التحدي ، وفقا لدارلنج ، هو جعل التجميع الذاتي للبوليمرات كتلة جنبا إلى جنب مع وظيفة من مواد غير عضوية.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة تم إنشاؤها باستخدام SIS يعتمد على مدى كتلة الكيمياء كوبوليمر ومورفولوجية التفاعل مع الكيمياء تقنيات محددة المدة. واضاف "يمكننا خياط جهودنا تجميع المواد بطريقة أكثر دقة بكثير مما كنا من أي وقت مضى ويمكن من قبل ،" وقال دارلنغ.

وقد قضى دارلينغ وعيلام معظم حياتهم في ارجون التي تركز على تطوير أنواع جديدة من المواد ، بما في ذلك وضع الخلايا الشمسية التي تجمع بين المكونات العضوية وغير العضوية. كانوا يعتقدون أن أنواع المواد التي يمكن أن تولد الهيئة العامة للاستعلامات سيدفع الأساسية تكنولوجيات الطاقة الشمسية لمزيد من الكفاءة وتخفيض التكاليف.

"مستقبل الطاقة الشمسية لدينا ليس لديها حجم واحد يناسب الجميع حل" ، وقال عيلام. "نحن بحاجة للتحقيق في المشكلة من زوايا مختلفة مع العديد من المواد المختلفة ، والهيئة العامة للاستعلامات سيعطي الباحثين مثل طرق جديدة لنا الكثير من الهجوم."

Last Update: 10. October 2011 10:46

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