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

Teknik Nanofabrication Baru Membuka Pintu untuk Generasi Masa Depan Sel Surya

Published on November 15, 2010 at 6:15 PM

Para ilmuwan di US Department of Energy Argonne National Laboratory telah mulai menggunakan molekul "stensil" untuk membuka jalan untuk bahan-bahan baru yang berpotensi menemukan jalan mereka ke dalam generasi mendatang dari sel surya, katalis dan kristal fotonik.

Para peneliti di Argonne Center for Nanoscale Bahan dan Energi Divisi Sistem telah mengembangkan sebuah teknik yang dikenal sebagai sintesis infiltrasi berurutan (SIS), yang bergantung pada penciptaan rakitan domain kimia nano di mana bahan-bahan lainnya dapat tumbuh. Dalam teknik ini, sebuah film terdiri dari molekul besar yang disebut kopolimer blok bertindak sebagai template untuk pembuatan suatu bahan yang sangat-merdu bermotif.

Ini film kopolimer blok menunjukkan kecenderungan karakteristik material untuk memisahkan ke daerah yang berbeda.

Metode baru ini merupakan perpanjangan dari deposisi lapisan atom (ALD), teknik populer untuk sintesis bahan-bahan yang secara rutin digunakan oleh para ilmuwan Argonne. Bukan hanya film layering-dimensi dua Nanomaterials yang berbeda di atas satu sama lain, bagaimanapun, SIS memungkinkan ilmuwan untuk membangun bahan-bahan yang memiliki geometri jauh lebih kompleks.

"Teknik baru ini memungkinkan kita untuk membuat materi yang hanya tidak mungkin dengan ALD atau kopolimer blok saja," kata Seth Sayang, seorang nanoscientist Argonne yang membantu mengembangkan SIS bekerjasama dengan kimiawan Argonne Jeff Elam. "Memiliki kemampuan untuk mengontrol geometri bahan kami membuat serta komposisi kimianya membuka pintu untuk seluruh alam semesta material baru."

Menurut Darling, keberhasilan teknik bergantung pada kimia unik dari kopolimer blok. Setiap kopolimer blok terdiri dari dua subunit yang berbeda kimia, misalnya, satu sub unit mungkin memiliki ketertarikan untuk air sementara yang lain mungkin mengusir air. Dalam kasus seperti itu, seperti akan mencari seperti, menciptakan matriks heterogen daerah homogen diselingi.

"Anda dapat memikirkan kopolimer blok sebagai seperti sepasang kembar Siam molekul mana satu suka berbicara dan satu suka membaca dengan tenang," kata Darling. "Jika Anda menempatkan sekelompok kembar ini bersama-sama dalam sebuah ruangan, yang latah akan mencoba untuk menjadi dekat yang bicara dan pembaca akan berusaha untuk menjadi dekat para pembaca, tetapi mereka tidak bisa begitu saja semua memisahkan diri untuk kedua sisi ruangan, dan itu tindakan yang memberi kita geometri yang kita cari. "

Tergantung pada substrat awal, kopolimer blok, dan pengolahan yang menggunakan bahan ilmuwan, daerah dapat membentuk yang memiliki berbagai bentuk, dari bulat untuk silinder untuk planar. Meskipun ada banyak jenis kopolimer blok, pada umumnya mereka tidak bisa berfungsi sebagai array luas tujuan sebagai bahan anorganik. Tantangannya, menurut Darling, adalah untuk membawa diri-perakitan kopolimer blok bersama-sama dengan fungsi bahan anorganik.

Fisik dan sifat kimia dari bahan yang dihasilkan menggunakan SIS tergantung pada bagaimana kopolimer blok kimia dan morfologi berinteraksi dengan teknik kimia ALD. "Kami dapat menyesuaikan materi kami upaya sintesis dalam cara yang jauh lebih tepat daripada kita sebelumnya bisa," kata Darling.

Darling dan Elam telah menghabiskan sebagian besar karir mereka di Argonne terfokus pada pengembangan tipe baru bahan, termasuk pengembangan sel surya yang menggabungkan komponen organik dan anorganik. Mereka percaya bahwa jenis bahan yang SIS dapat menghasilkan akan mendorong teknologi fundamental energi matahari untuk efisiensi yang lebih besar dan biaya lebih rendah.

"Masa depan energi surya kita tidak memiliki satu-ukuran-cocok-solusi semua," kata Elam. "Kita perlu menyelidiki masalah dari sudut yang berbeda dengan bahan yang berbeda, dan SIS akan memberikan peneliti seperti kami rute baru serangan."

Last Update: 9. October 2011 12:34

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