新的纳米加工技术打开门未来几代的太阳能电池

Published on November 15, 2010 at 6:15 PM

能源部阿贡国家实验室的美国能源部的科学家已经开始利用分子的“样板”铺平了道路,新材料,太阳能电池,催化剂以及光子晶体的后代,他们可能找到。

在阿贡国家实验室的纳米材料和能源系统部中心的研究人员已经开发出一种技术称为连续渗透合成(SIS)的依赖,创造可以生长成其他材料的自组装纳米化学域。在这种技术中,大分子组成的薄膜称为嵌段共聚物作为模板,为创造一个高度可调的图案材料的行为。

这种嵌段聚合物薄膜材料的特性分成不同的区域倾向。

这种新方法代表一个原子层沉积(ALD),为流行的技术,经常是由阿贡国家实验室的科学家使用合成材料的延伸。而不是仅仅分层二维电影的另一个不同的纳米材料,然而,SIS允许科学家构建更复杂的几何形状的材料。

“这项新技术使我们能够创建,只是没有可能单靠ALD或嵌段共聚物材料,赛斯说:”亲爱的,阿贡国家实验室的nanoscientist的帮助与阿贡国家实验室的化学家杰夫拦合作开发的SIS。 “有能力控制的材料,我们正在做以及其化学成分,打开门到整个宇宙的新材料的几何形状。”

据达林,该技术的成功依赖于嵌段共聚物独特的化学。每个嵌段共聚物由两个化学性质不同的亚基,例如,一个亚基可能对水的亲和力,而其他可能排斥水。在这种情况下,像寻求一样,建立一个穿插的同质区域的异构矩阵。

“你可以认为像一对分子的连体双胞胎其中一个喜欢谈人喜欢静静地阅读了嵌段共聚物,”达林说。 “如果你把一堆这些双胞胎一起在一个房间里,健谈的要尽量靠近健谈的和读者去尝试附近的读者,但他们不能简单地全部分开自己无论是在房间的一面,它的这一行动,为我们提供了我们正在寻找的几何形状。“

根据最初的基板,嵌段共聚物,和材料科学家使用的处理,可以形成区域,有许多不同的形状,从球形到圆柱形,以平面。虽然有多种类型的嵌段共聚物,一般不能作为广泛的无机材料的目的阵列。 ,根据亲爱的,面临的挑战是把无机材料的功能嵌段共聚物的自组装在一起。

使用SIS取决于嵌段共聚物的化学和形态如何与互动的ALD技术的化学生成的物质的物理和化学性质。 “我们可以裁缝方式比以往更精确的,我们以前,我们的材料合成的努力,”达林说。

达林和拦在阿贡国家实验室的度过自己的职业生涯最专注于开发新类型的材料,包括太阳能电池相结合的有机和无机成分的发展。他们认为,材料,SIS可以生成类型将驱动器根本的太阳能技术,以更高的效率和更低的成本。

“我们的太阳能能源的未来没有一个适合所有的解决方案,”伊拉姆说。 “我们需要从许多不同的角度,与许多不同的材料进行调查的问题,SIS将给予研究人员像我们很多新的攻击路线。”

Last Update: 12. October 2011 10:28

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