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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

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Nanopillars를 위한 미래는 지금 그 어느때로 보다도 더 밝게 봅니다

Published on November 16, 2010 at 6:09 PM

햇빛은 모든 에너지원의 가장 청결하고 것, 녹색 및 단연코 가장 풍부한 나타냅니다, 그럼에도 불구하고 그것의 잠재력은 비참하게 저활용적 남아 있습니다. 높은 비용은 계속 실리콘 기지를 둔 태양 전지의 대규모 응용에 deterrant 소령입니다.

Nanopillars - 조밀하게 포장된 광학적으로 액티브한 반도체의 nanoscale 소집 -는 상대적으로 싼 오를 수 있는 태양 전지의 차세대 제공을 위한 잠재력을 보여주고, 그러나 효율성 문제점에 의해 방해되었습니다. nanopillar 이야기는, 그러나, 새로운 강선전도를 취하고 이 물자를 위한 미래는 지금 그 어느때로 보다도 더 밝게 봅니다.

좌측에 반토 포일 막에서 내재되어 있는 게르마늄 nanopillar 소집의 개략도; 오른쪽 이중 직경 숨구멍을 가진 공백 반토 막의 횡단면 SEM 심상은 입니다; 삽입물은 성장 후에 게르마늄 nanopillars를 보여줍니다. (알리 Javey의 심상 의례)

"게르마늄 또는 카드뮴 황하물의 높게 명령된 nanopillar 소집의 모양 그리고 기하학을 조정해서, 우리는 과감하게 계속 우리의 nanopillars의 광흡수 속성을 강화할 수 있습니다," 알리 Javey, 버클리에 로오렌스 버클리 국립 연구소 (버클리 실험실) 및 (UC) 가주 대학을 가진 합동 약속을 보전되는 화학자를 말합니다.

버클리 실험실의 재료 과학 부를 가진 Javey, 능력 과학자 및 및 컴퓨터 과학 버클리 주립 대학 전자 공학 교수는 nanopillar 연구의 최전선에, 있었습니다. 그와 그의 단은 카드뮴 황하물 nanopillars가 대규모 유연한 모듈에서 mass-produced 할 수 있는 기술을 설명하는 첫번째 이었습니다. 이것에서는 최신 일, 그(것)들은 빛을 또한 흡수하고 또는 상업적인 박막 태양 전지 보다는 나아지는 nanopillars를 일으킬 수 있어, 더 적은 반도체 물자를 및 반대로 사려깊은 코팅을 위한 필요 없이 멀리 사용하.

"우리의 nanopillars의 광대역 광흡수 효율성을 강화하기 위하여 우리는 추가 빛을 안으로 허용하기 위하여 최소 반사율에 작은 (60 나노미터) 직경 끝을 특색짓는 비발한 이중 직경 구조물을 이용했습니다, 그리고 전기로 변환되는 추가 빛을 가능하게 하는 극대 흡수를 위한 큰 (130 나노미터) 직경 기지," Javey는 말합니다. "이 이중 직경 구조물 그들의 전체 길이에 따라서 동일 직경이."는 있던 우리의 초기 nanopillars에는에 의해 흡수 85%와 비교된 사건 가시 광선의 99 퍼센트를 흡수했습니다,

이론 적이고 및 실험 작업은 반도체 nanopillars의 3번째 소집이 덫치기 빛에 합성 반도체의 카드뮴 telluride와 같이 그리고 대량 실리콘에게서 한 태양 전지에서 이용된 물자의 1 퍼센트에 관하여 박막 태양 전지를 위해 - 분명한 직경, 길이 및 피치에 - 반 보다는 더 적은을 반도체 물자 사용하고 있는 동안 요구했다는 것을 만들었다는 것을 능가한다는 것을 보여주었습니다. 그러나 Javey와 그의 연구 단체의 일까지, 그 같은 nanopillars를 날조하는 것은 복잡하고 성가신 절차이었습니다.

Javey와 그의 동료는 2.5 밀리미터 두꺼운 반토 포일에서 만든 형에서 그들의 이중 직경 nanopillars를 모양 지었습니다. 2 단계 양극 처리 프로세스는 이중 직경으로 형에 있는 1개 마이크로미터 깊은 숨구멍의 소집을 만들기 위하여 이용되었습니다 - 상단에 바닥에 넓은 좁히거든. 금 입자는 숨구멍으로 그 때 반도체 nanopillars의 성장을 촉매 작용을 미치기 위하여 예금되었습니다.

"이 프로세스 기하학에 정밀한 통제를 가능하게 하고 단 하나 크리스탈 nanopillar의 모양은 소집합니다, 복잡한 코피 그리고/또는 석판 인쇄 프로세스의 사용 없이,"는 Javey는 말합니다. "단지 2개 미크론의 고도에, 우리의 nanopillar 소집은 어떤 반대로 사려깊은 코팅든지를 의지할 필요없이 300에서 900 나노미터 사이 파장에서, 구역 수색하는 모든 광양자의 99 퍼센트를 흡수할 수 있었습니다."

게르마늄 nanopillars는 매우 민감한 검출기를 위한 적외선 광양자를 흡수하기 위하여 조정될 수 있고, 카드뮴 황하물/telluride nanopillars는 태양 전지에 대하 이상적입니다. 제작 기술은 특정 응용을 위해 수많은 함께 이렇게 높게 일반적, Javey는 말합니다, 그것 그밖 반도체 물자 또한 사용될 수 있었습니다 입니다. 특정 모양 - 사각, 장방형 또는 원형 -를 단순히 가정하기 위하여 nanopillar 소집의 횡단면 부분이 또한 템플렛의 모양을 바꾸어서 조정될 수 있다는 것을 최근에, 그와 그의 단은 설명했습니다.

"이것은 nanopillars의 광흡수 속성에 있는 통제의 반면에 정도를 제출합니다," Javey는 말합니다.

Javey의 이중 직경 nanopillar 연구는 국립 과학 재단의 Nanomechanical 통합 시스템의 센터를 통해서와 버클리 실험실 (COINS) LDRD 기금을 통해서 부분적으로 투자되었습니다.

이 연구를 기술하는 종이는 제목 "Maximized 광흡수를 위한 이중 직경 Nanopillars의 명령한 소집의 밑에 전표 NANO 편지에서 나타납니다 온라인으로." Javey를 가진 서류를 공저해서 Zhiyong 팬, Rehan Kapadia, 폴 Leu, Xiaobo 장, Yu Lun Chueh, Kuniharu Takei, Kyoungsik Yu, Arash Jamshidi, Asghar Rathore, 다니엘 Ruebusch 및 Ming 우이었습니다.

Last Update: 11. January 2012 19:39

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