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नई तकनीक Nanofabrication सौर कोशिकाओं के भविष्य की पीढ़ियों के लिए दरवाजे खोलता है

Published on November 15, 2010 at 6:15 PM

के वैज्ञानिकों Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला के अमेरिकी विभाग ऊर्जा के लिए आणविक "stencils" का उपयोग करने के लिए नई सामग्री है कि संभावित सौर कोशिकाओं, उत्प्रेरक और photonic क्रिस्टल के भविष्य की पीढ़ियों में उनके रास्ता मिल सकता है करने के लिए मार्ग प्रशस्त करने के लिए शुरू कर दिया है.

Argonne है नेनो पैमाने सामग्री और ऊर्जा प्रणालियों प्रभाग के लिए केंद्र में शोधकर्ताओं ने एक अनुक्रमिक घुसपैठ संश्लेषण (SIS), जो आत्म इकट्ठे nanoscale रासायनिक डोमेन में जो अन्य सामग्री उगाया जा सकता है के सृजन पर निर्भर करता है के रूप में जाना जाता तकनीक विकसित की है. इस तकनीक में, एक बड़े अणुओं से बना एक फिल्म बुलाया ब्लॉक copolymers एक अत्यधिक tunable नमूनों सामग्री के निर्माण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है.

ब्लॉक copolymers की इस फिल्म सामग्री की विशेषता अलग क्षेत्रों में अलग करने की प्रवृत्ति से पता चलता है.

इस नई विधि परमाणु परत बयान (ALD), सामग्री संश्लेषण के लिए एक लोकप्रिय तकनीक है कि नियमित रूप से Argonne वैज्ञानिकों द्वारा प्रयोग किया जाता है की एक विस्तार का प्रतिनिधित्व करता है. बस एक दूसरे के शीर्ष पर अलग अलग nanomaterials के layering दो आयामी फिल्मों के बजाय, हालांकि, सीस वैज्ञानिकों के निर्माण के लिए सामग्री है कि और अधिक जटिल geometries है की अनुमति देता है.

"इस नई तकनीक हमें सामग्री है कि बस ALD या ब्लॉक अकेले copolymers के साथ संभव नहीं थे बनाने के लिए अनुमति देता है" सेठ डार्लिंग, एक Argonne nanoscientist जो Argonne रसायनज्ञ जेफ एलाम के साथ सहयोग में सीस विकसित करने में मदद कहा. "हम के रूप में के रूप में अच्छी तरह से कर रहे हैं, इसकी रासायनिक संरचना नई सामग्री का एक पूरे ब्रह्मांड के लिए दरवाजा खुलता है सामग्री की ज्यामिति को नियंत्रित करने की क्षमता के बाद."

डार्लिंग के अनुसार, इस तकनीक की सफलता copolymers ब्लॉक अद्वितीय रसायन विज्ञान पर निर्भर करता है. हर ब्लॉक copolymer दो रासायनिक अलग सब यूनिटों से बना है, उदाहरण के लिए, एक सबयूनिट पानी के लिए एक आकर्षण है जबकि अन्य पानी घृणा उत्पन्न हो सकता है हो सकता है. ऐसे एक मामले में, जैसे बाहर तरह की तलाश है, interspersed समरूप क्षेत्रों की एक विषम मैट्रिक्स बनाने.

"आप एक ब्लॉक copolymer के आणविक स्याम देश का जुड़वां बहनों जहां एक बात करने के लिए पसंद है और एक को चुपचाप पढ़ने के लिए पसंद की एक जोड़ी की तरह के रूप में लगता है कि कर सकते हैं" डार्लिंग ने कहा. "यदि आप एक कमरे में इन जुड़वां बहनों का एक गुच्छा एक साथ रखा, बातूनी लोगों करने के लिए बातूनी लोगों और पाठकों के पास बनने की कोशिश जा रहे हैं करने के लिए पाठकों के पास बनने की कोशिश जा रहे हैं, लेकिन वे सभी बस खुद को अलग नहीं कर सकते कमरे के दोनों ओर, यह और इस कार्रवाई की है कि हमें geometries के लिए हम देख रहे हैं देता है. "

प्रारंभिक सब्सट्रेट, ब्लॉक copolymers, और प्रसंस्करण कि सामग्री वैज्ञानिकों का उपयोग पर निर्भर करता है, क्षेत्रों है कि कई अलग अलग आकार के लिए गोलाकार planar बेलनाकार से फार्म कर सकते हैं. जबकि वहाँ copolymers ब्लॉक के कई प्रकार के होते हैं, सामान्य रूप में वे अकार्बनिक पदार्थों के रूप में व्यापक उद्देश्यों की एक सरणी के रूप में सेवा नहीं कर सकते हैं. चुनौती है, डार्लिंग के अनुसार, अकार्बनिक पदार्थों की कार्यक्षमता के साथ copolymers ब्लॉक के विधानसभा स्वयं को एक साथ लाना है.

सीस कैसे ब्लॉक copolymer रसायन शास्त्र और आकारिकी ALD तकनीकों का रसायन शास्त्र के साथ बातचीत पर निर्भर का उपयोग करने के लिए उत्पन्न सामग्री की भौतिक और रासायनिक गुणों. डार्लिंग ने कहा, "हम एक और अधिक सटीक तरीका है की तुलना में हम पहले कभी सकता है में हमारे सामग्री संश्लेषण प्रयासों दर्जी कर सकते हैं".

डार्लिंग और एलाम है Argonne में अपने करियर का सबसे बिताया है कि कार्बनिक और अकार्बनिक घटक गठबंधन सौर कोशिकाओं के विकास सहित सामग्री के नए प्रकार के विकास पर ध्यान केंद्रित है. वे मानते हैं कि सामग्री के प्रकार है कि सीस उत्पन्न कर सकते हैं मौलिक सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के अधिक से अधिक क्षमता और कम लागत के लिए ड्राइव करेंगे.

"हमारे सौर ऊर्जा भविष्य में एक आकार फिट सभी समाधान नहीं है" एलाम कहा. "हम कई अलग अलग सामग्री के साथ कई अलग अलग कोणों से समस्या की जाँच की जरूरत है, और सीस हमें हमले के कई नए मार्गों की तरह शोधकर्ताओं दे देंगे."

Last Update: 13. October 2011 22:16

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