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

Исследователя MIT и Penn State Определяют Новый Метод для того чтобы Произвести Кремний Microwires

Published on February 5, 2011 at 6:09 AM

Microwires сделало кремния - малюсеньких проводов с толщиной соответствующей к человеческим волосам - имеет широкий диапазон возможных польз, включая продукцию фотоэлементов которые могут сжать очень больше солнечного света для, котор дали количества материала чем обычный фотоэлемент сделанный от тонкой вафли кристалла кремния.

Теперь исследователя от MIT и Penn State находили путь производить такие проводы в количестве в сильно контролируемом путе который смог быть вычислен по маштабу до процесса промышленного масштаба, потенциально ведущий к практически коммерческим применениям.

«Жидкие капельки меди, наверху, растворяют кремний из окружающего газа кремни-богатые люди, и после этого преципитаты кремния вне на дне падения постепенно для того чтобы построить вверх по microwire кремния. Это изображение микроскопа имело цвет добавленный для ясности. Учтивость Изображения Tonio Buonassisi»

Другие пути делать такие проводы уже знаны, и прототипы фотоэлементов сделанных от их были произведены несколькими исследователей. Но эти методы имеют серьезные ограничения, говорят Tonio Buonassisi, профессора MIT машиностроения и соавтор бумаги на новой работе которая была недавно опубликованное он-лайн в журнале Малом, и скоро появятся в вариант печати. Большая Часть требует нескольких экстренных шагов изготавливания, предусматривает меньшее управление над точными размерами и дистанционированием проводов, и только работает на плоских поверхностях. контрастом, новый процесс прост но позволяет точному управлению над размерами и дистанционированием провода, и смог теоретически быть сделан на любом виде изогнутой, 3-D поверхности.

Подуманы, что будет Microwires способно достигать эффективности близко к тому из обычных фотоэлементов в преобразовывать солнечний свет к электричеству, но потому что проводы настолько малюсеньки они сделали бы так используя только малую часть количества дорогего кремния нужного для обычных клеток, таким образом потенциально достигающ крупных сокращений в цене.

В дополнение к польза microwires' потенциальная в фотоэлементах, другие исследователя предложила что пути такие микроскопические проводы смогло быть использовано для того чтобы построить новые виды транзисторов и интегральных схема, так же, как электродов для предварительных батарей и некоторых видов приборов контроля окружающей среды. Для любых из этих идей быть практически, однако, должно быть эффективный, масштабируемый производственный прочесс.

Новый метод включает нагреть и преднамеренно загрязнить поверхность вафли кремния с медью, которая отражает в кремний. После Этого, когда кремний медленно охлаждает, медь отражает вне для того чтобы сформировать капельки на поверхности. После Этого, когда она помещена в атмосфере газа тетрахлорида кремния, microwires кремния начинают расти наружу везде, где медная капелька на поверхности. Кремний в газе растворяет в эти медные капельки, и после этого после достижения достаточная концентрация начинает осаждать вне на дне капельки, на поверхность кремния ниже. Это нарастание кремния постепенно вытягивает для того чтобы сформировать microwires каждое только около 10 до 20 микрометров (millionths метра) поперек, вверх от поверхности. Весь процесс можно унести повторно на промышленном маштабе изготавливания, Buonassisi говорит, или даже смогло потенциально быть приспособлено к непрерывному процессу.

Дистанционирование проводов проконтролировано текстурами созданными на поверхности - малюсенькими димплами может сформировать центры для медных капелек - но размер проводов проконтролирован температурами используемыми для этапа диффузии процесса. Таким Образом, не похож на в другие способы производства, размер и дистанционирование проводов можно контролировать независимо от одина другого, Buonassisi говорит.

Работа сделанная до тех пор как раз доказательство принципа, он говорит, и остают, что сделана больше работы для того чтобы считать самые лучшие профили температуры сочетание из, медную концентрацию и поверхность делая по образцу для различных применений, в виду того что процесс позволяет для разнец в порядков величины в размере проводов. Например, это остает подлежащим определению какие толщина и дистанционирование проводов производит самые эффективные фотоэлементы. Но эта работа демонстрирует потенциал для вида фотоэлемента основанного на таких проводах которые смогли значительно более низкие цены, обоих путем позволять пользе низких оценок кремния (то есть, less-highly уточнено), в виду того что процесс роста провода помогает очистить материал, и путем использование гораздо малее количества ее, в виду того что малюсенькие проводы составлены как раз малюсенькой части количества необходимы для вафель обычного кремния кристаллических. «Это все еще в очень скоро этапе,» Buonassisi говорит, потому что в решать на конфигурации для такого фотоэлемента «настолько много вещей, котор нужно оптимизировать.»

Майкл Kelzenberg, postdoctoral эрудит на Институте Технологии Калифорнии который проводил последние 5 лет проводя исследование исследование на microwires кремния, говорит что пока другие использовали метод мед-капельки для расти microwires, «Что действительно ново здесь метод производить те жидкостные капельки металла.» Пока другие установить капельки жидкой меди на плите кремния, требуя шагов экстра обрабатывая, «Buonassisi и его коллегаы показывали что металл можно отразить в субстрат роста заранее, и через тщательное топление и охлаждать, капельки металла фактически сформируют на их - с правильным положением и размером.»

Kelzenberg добавляет что его исследовательская группа недавно демонстрировала что фотоэлементы microwire кремния могут приравнивать эффективность сегодняшних типичных коммерчески фотоэлементов. «Я думаю что большой оставать возможности показать что этот метод более рентабелен или в противном случае полезн чем другие способы производства металла катализатора,» его говорит. Но обще, он говорит, некоторая версия технологии microwire кремния «имеет потенциал включить драматические снижения себестоимости» панелей солнечных батарей.

Бумага былаauthored Vidya Ganapati' 10, докторским студентом Дэвидом Fenning, postdoctoral собратом Mariana Bertoni, и специалистом по Александрией Fecych исследования, всем в Отделе MIT Машиностроения, и postdoctoral исследователе Chito Kendrick и Профессоре Джоан Белобровике Государственного Университета Пенсильвания. Работа была поддержана Министерством Энергетики США, Учредительством Семейства Chesonis и Национальным фондом.

Источник: http://web.mit.edu/

Last Update: 11. January 2012 09:32

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