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MIT와 펜실베니아 주립대학 연구원은 새로운 실리콘 Microwires를 생성하기 위하여 방법을 확인합니다

Published on February 5, 2011 at 6:09 AM

Microwires에는 실리콘 - 사람의 모발에 대등한 간격을 가진 작은 철사 -의 있습니다 실리콘 결정의 얇은 웨이퍼에게서 한 전통적인 태양 전지 보다는 주어진 양의 물자를 위한 매우 추가 햇빛을 가을걷이할 수 있는 태양 전지의 생산을 포함하여 가능한 용도의 광범위가, 만들었습니다.

MIT와 펜실베니아 주립대학에서 지금 연구원은 실제적인 상용 응용에 주요했던 산업 가늠자 프로세스까지 오를 수 있던 높게 통제되는 쪽에 있는 양에 있는 그 같은 철사 생성의 방법을, 잠재적으로 찾아냈습니다.

"구리의 녹은 작은 물방울은, 위에, 주위 실리콘 부유한 가스에서 실리콘, 그리고 투하의 바닥에 그 때 실리콘 점차적으로 실리콘 microwire를 증강하기 위하여 침전물을 밖으로 녹입니다. 이 현미경 심상에는 명확성을 위해 추가된 군기가 있었습니다. Tonio Buonassisi의 심상 의례"

그 같은 철사를 만들기의 그밖 방법은 이미 알려지고, 그(것)들에게서 한 몇몇 연구원에 의해 태양 전지의 시제품은 일어났습니다. 그러나 이 방법에는 심각한 제한이 있고, Tonio Buonassisi, 기계 공학의 MIT 교수 및 작았던 전표에서 최근에 온라인으로 간행된 신규 작업에 종이의 공동 저자를 밝히고, 인쇄 판에서 곧 나타날 것입니다. 최대량은 몇몇 여분 제조 단계를 요구하고, 철사의 정확한 크기 그리고 간격에 조금 통제를 제공하고, 평면에서만 작동합니다. 대조적으로, 새로운 프로세스는 간단하 그러나 철사 차원 및 간격에 정확한 통제를 허용하고, 구부린, 3번째 표면의 아무 종류나에 이론적으로 행해질 수 있었습니다.

Microwires는 전기로 햇빛 변환에 있는 전통적인 태양 전지의 그들에 효율성 가깝게 도달 가능하 생각되, 그러나 철사가 아주 작기 때문에 전통적인 세포를 위해 필요로 한 비싼 실리콘 단지 작은 부분 양을 사용하여 이렇게 해, 따라서 잠재적으로 비용에 있는 중요한 감소를 달성하.

microwires 이외에' 태양 전지에 있는 잠재적인 사용은, 그밖 연구원 향상된 건전지를 위한 트랜지스터의 새로운 종류를 및 직접 회로, 뿐 아니라 전극 및 환경 감시 장치의 특정 종류 건설하기 위하여 쪽이 그 같은 현미경 철사 이용될 수 있었다는 것을 제시했습니다. 실제적, 그러나인, 이 아이디어 어떤을 위해 능률 적이고, 오를 수 있는 제조 방법이 이어야 합니다.

새로운 방법은 실리콘으로 확산하는 구리로 실리콘 박편의 표면을 가열하고 의도적으로 오염하는 관련시킵니다. 실리콘이 천천히 냉각할 때 다음, 구리는 표면에 작은 물방울을 형성하기 위하여 밖으로 확산합니다. 그것이 실리콘 염화물 가스의 대기권에서 둘 때 다음, 실리콘 microwires는 표면에 구리 작은 물방울이 있다 어디든지 바깥쪽에 증가하는 것을 시작됩니다. 가스에 있는 실리콘은 이 구리 작은 물방울로 녹이고, 그 때 도달 후에 충분한 사격량은 아래에 실리콘 표면에 작은 물방울의 바닥에, 밖으로 침전시키는 것을 시작됩니다. 실리콘의 이 형성은 점차적으로 microwires를 각각 단지 대략 10 20 마이크로미터 (미터의 millionths) 전체에 형성하기 위하여 길게해, 표면에서 자라. 전체적인 프로세스는 산업 제조 가늠자에 반복적으로 실행될 수 있습니다, Buonassisi는 말하고, 또는 연속 처리에 잠재적으로 적응시킬 수 있었습니다.

철사의 간격은 표면에 만든 짜임새 - 작은 보조개에 의해 구리 작은 물방울을 위한 센터를 형성할 수 있습니다 - 통제됩니다 그러나 철사의 규모는 프로세스의 유포 단계에 사용된 온도에 의해 통제됩니다. 따라서, 그밖 생산법에서와는 다른, 철사의 규모 그리고 간격은 서로은 별도로 통제될 수 있습니다, Buonassisi는 말합니다.

프로세스가 철사의 규모 명령 의 크기 다름을 허용하기 때문에, 이제까지는 일된 원리의 다만 증거입니다, 그는 말하고, 추가 각종 응용을 위해 모방하는 온도 단면도, 구리 사격량 및 표면의 최고 조합을 찾아내기 위하여 일되는 것을 남아 있습니다. 예를 들면, 그것은 철사의 무슨 간격 그리고 간격이 능률적인 태양 전지를 일으키는 결정되는 것을 남아 있습니다. 그러나 이 일은 작은 철사가 전통적인 실리콘 수정같은 웨이퍼를 위해 필요로 하기 다만 아주 작은 부분 총계의 구성되기 때문에, 철사 성장의 프로세스가 물자를 순화하기 것을 돕기 때문에 현저하게 저가 할 수 있던 그 같은 철사, 실리콘의 저급의 사용을 허용해서 (다시 말하면 less-highly 세련하는) 그리고 그것의 매우 적은 양을 사용해서 둘 다에 근거를 둔 태양 전지의 종류를 위한 잠재력을 설명합니다. "이것은 아주 초기 단계에 아직도 있습니다 있기, 그 같은 태양 전지를 위한 윤곽에 결정"에서 "낙관할 것이기 이렇게 많은 것이." Buonassisi는 때문에, 말합니다

그 외가 microwires 증가를 위한 구리 작은 물방울 기술을 사용하는 동안, "마이클 Kelzenberg 의 실리콘 microwires에 대한 연구를 하는 마지막 5 년을 보낸 가주 공과 대학에 박사학위 취득 후 학자는, 말합니다 무엇이 실제적으로 새롭습니다 여기 있습니다 그 액체 금속 작은 물방울을 일으키기의 방법은." 그 외가 실리콘 격판덮개에 녹은 구리의 작은 물방울을 두어야 하는 동안, 금속이 성장 기질로 미리 확산될 수 있고, 주의깊은 난방 및 냉각을 통해, 금속 작은 물방울이 - 정확한 위치 및 규모로 - 실제로." 독자적으로 형성할 것이라는 점을 여분의 것 처리 단계를 요구하는, "Buonassisi와 그의 동료는 보여주었습니다

Kelzenberg는 실리콘 microwire 태양 전지가 오늘 전형적인 상업적인 태양 전지의 효율성을 같게 할 수 있다는 것을 그의 연구 단체가 최근에 설명했다는 것을 추가합니다. "나는 가장 중대한 도전 남아 있다고 것이 말한다고," 그를 이 기술이 그밖 촉매 금속 생산법 보다는 비용 효과 적이고 다르게 유리하다 보여주기 위한 것이다고 생각합니다. 그러나 전반적인, 그는 말합니다, 실리콘 microwire 기술의 어떤 버전은 "태양 전지판의 극적인 가격 할인"를 가능하게 하는 가능성으로 가지고있ㅂ니다.

서류는 Vidya Ganapati' 10, 박사과정의 학생 데비드 Fenning, 메리애나 Bertoni 박사과정 이수 동료, 및 알렉산드리아 Fecych, MIT의 기계 공학의 부, 그리고 Chito Kendrick와 교수 Joan Redwing 펜실베이니아 주립 대학교의 박사학위 취득 후 연구원에서 전부 연구 전문가에 의해 공저되었습니다. 일은, Chesonis 가족 기초 및 국립 과학 재단 미국 에너지성에 의해 지원되었습니다.

근원: http://web.mit.edu/

Last Update: 11. January 2012 10:56

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