Site Sponsors
  • Technical Sales Solutions - 5% off any SEM, TEM, FIB or Dual Beam
  • 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

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

3-D na Arrays ng Nanopillars semiconductor Pagandahin Solar cell sa Optical kahusayan

Published on November 18, 2010 at 3:09 AM

Sikat ng Araw kumakatawan sa cleanest, greenest at sa malayong lugar pinaka-sagana ng lahat ng mga mapagkukunan ng enerhiya, at pa nito potensyal na ay nananatiling woefully ilalim-utilized.

Mataas na mga gastos ay isang pangunahing deterrant sa malakihan application ng silikon-based solar cell. Nanopillars - nang makapal nakaimpake nanoscale arrays ng optically aktibo Semiconductors - ipinapakita ng mga potensyal na para sa pagbibigay ng susunod na henerasyon ng mga relatibong murang at scalable solar cell, ngunit ay hampered sa pamamagitan ng mga isyu ng kahusayan. Ang kuwento ng nanopillar, gayunpaman, ay nagsagawa ng isang bagong tumabingi at ang hinaharap para sa mga materyales na ito sa ngayon mukhang mas maliwanag kaysa dati.

Sa kaliwa ay isang eskematiko ng isang array ng germanyum nanopillar na naka-embed sa alumina lamad, sa kanan ang mga cross-pangkat-pangkat SEM imahe ng isang blangko lamad alumina sa dalawahan-lapad pores; tanim nagpapakita ng germanyum nanopillars pagkatapos paglago.

"Sa pamamagitan ng tuning ang hugis at geometry ng mataas na iniutos arrays nanopillar ng germanyum o kadmyum sulfide, nagawa naming husto mapapabuti ang optical katangian ng pagsipsip ng aming mga nanopillars," sabi ni Ali Javey, isang botika na hawak ng magkasanib na mga tipanan sa Lawrence Berkeley Pambansang Laboratory (Berkeley Lab) at ang University of California (UC) sa Berkeley.

Javey, isang guro siyentipiko sa Berkeley Lab Materyales Sciences Division at isang UC Berkeley propesor ng electrical engineering at computer science, ay sa forefront ng nanopillar pananaliksik. Siya at ang kanyang grupo ay ang unang upang ipakita ang isang pamamaraan kung saan kadmyum nanopillars sulfide ay ang masa-gawa sa malakihan nababaluktot na module. Sa ganitong pinakabagong trabaho, sila ay magagawang upang makabuo ng mga nanopillars na sumipsip ng liwanag pati na rin o mas mahusay na komersyal na manipis-film solar cell, gamit ang malayo mas mababa semikondaktor materyal at walang ang kailangan para sa anti-mapanimdim patong.

"Upang mapahusay ang malawak na band optical pagsipsip ng kahusayan ng aming mga nanopillars ginamit namin ang nobelang dalawahan-lapad na istraktura na tampok ang isang maliit na (60 nanometers) diameter tip na may kaunting reflectance upang payagan ang higit pa ilaw sa, at isang malaking (130 nanometers) lapad base para sa pinakamalaki pagsipsip upang paganahin ang mas light na iko-convert sa koryente, "Javey sabi. "Ang dalawahan-lapad na istraktura ay hinihigop 99 porsiyento ng mga pangyayari nakikitang ilaw, kumpara sa 85 porsiyento ng pagsipsip sa pamamagitan ng aming mas maaga nanopillars sa, na kung saan ay ang parehong lapad kasama ang kanilang buong haba."

Panteorya at experimental gumagana ang nagpakita na ang mga 3-D na arrays ng nanopillars semiconductor - na may mahusay na tinukoy na haba lapad, at itayo - excel sa tigil liwanag sa habang gumagamit ng mas mababa kaysa kalahati ng semiconductor materyal na kinakailangan para sa mga manipis-film solar cell na gawa sa Semiconductors tambalan, tulad bilang kadmyum telluride, at tungkol sa isang porsiyento ng ang materyal na ginamit sa mga solar cells na ginawa mula sa bulk silikon. Subalit hanggang sa ang gawain ng Javey at ang kanyang mga pananaliksik group, fabricating tulad nanopillars ay isang masalimuot at mahirap na pamamaraan.

Javey at ang kanyang mga kasamahan moderno ang kanilang kambal lapad nanopillars mula sa mga molds na kanilang ginawa sa 2.5 milimetro makapal alumina palara. Isang dalawang-hakbang na proseso ng anodization ay ginamit upang lumikha ng isang array ng isa mikron malalim pores sa magkaroon ng amag sa dalawahan diameters - makitid sa itaas at malawak na sa ilalim. Gold particle ay pagkatapos deposited sa pores sa catalyze ang paglago ng nanopillars semiconductor.

"Ang prosesong ito ay nagbibigay-daan sa pinong kontrol sa geometry at hugis ng ang isang mala-kristal na arrays nanopillar, nang walang ang paggamit ng mga kumplikadong epitaxial at / o panglitograpo mga proseso," Javey sabi. "Sa taas na dalawang microns lamang, ang aming nanopillar arrays ay magagawang upang sumipsip ng 99 porsiyento ng lahat ng mga photons hanggang sa wavelength sa pagitan ng 300 sa 900 nanometers, nang hindi umasa sa anumang anti-mapanimdim coatings."

Ang mga germanyum nanopillars nakatutok sa sumipsip ang mga infrared photons para sa mga mataas na sensitibong detektor, at ang kadmyum sulfide / telluride nanopillars ay mainam para sa solar cell. Ang pamamaraan ng katha ay kaya mataas na generic, Javey sabi, ito ay ginagamit sa maraming iba pang mga materyales sa semiconductor pati na rin para sa mga tiyak na mga application. Kamakailan, siya at ang kanyang group ipinapakita na ang mga cross-pangkat-pangkat na bahagi ng arrays nanopillar ay maaari ring nakatutok sa ipinapalagay ng mga tiyak na hugis-parisukat, parihaba o bilog - sa pamamagitan lamang ng pagbabago ng hugis ng template.

"Ito ay nagpapakita ng isa pang antas ng kontrol sa optical mga katangian ng pagsipsip ng nanopillars," Javey sabi.

Source: http://www.lbl.gov/

Last Update: 9. October 2011 03:57

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