Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

MIT- och Penn State Forskare Identifierar Ny Metod till JordbruksprodukterSilikoner Microwires

Published on February 5, 2011 at 6:09 AM

Microwires gjorde av mycket lilla silikoner - binder med en tjocklek som är jämförbar till ett människahår - har en lång räcka av möjlighetbruk, däribland produktionen av sol- celler, som kan skörda mycket mer solljus för ett givet belopp av materiellt, än en konventionell sol- cell som gjordes från ett tunt rån av silikonkristallen.

Nu forskare från MIT och Penn State har funnit a av att producera som är sådan, binder långt i antal i som högt långt kontrolleras, som kunde skalas upp till ett processaa industriell-fjäll, potentiellt ledande till praktiska reklamfilmapplikationer.

”Förkopprar Smälta liten droppe av, på bästa, upplöser silikoner ut ur omge som silikon-är rikt, gasar, och därefter påskyndar silikonen ut längst ner av tappa till gradvist uppbyggnad en silikonmicrowire. Detta mikroskop avbildar har haft att färga ökat för klarhet. Avbilda artighet av Tonio Buonassisi”,

Annan sådan väg av danande binder är redan bekant, och prototyper av sol- celler som göras från dem, har producerats av flera forskare. Men dessa metoder har allvarliga begränsningar, något att säga Tonio Buonassisi, MIT-professor av maskinlära och enförfattare av ett pappers- på New York som publicerades för en tid sedan direktanslutet i den Små föra journal över, och ska snart syns i tryckupplagan. Mest kräver flera extra fabriks- kliver, ger kontrollerar lite över avkräva storleksanpassar, och att göra mellanslag av binder, och endast arbete på lägenhet ytbehandlar. Vid kontrast är låter det nya processaa enkelt yet preciserar kontrollerar över binda dimensionerar och göra mellanslag och kunde teoretiskt göras på någon sort av krökt som är 3-D ytbehandlar.

Microwires tänks för att vara kapabel av neende effektivitet nästan de av konventionella sol- celler, i att konvertera solljus till elektricitet, men, därför att binder är så mycket litet dem skulle gör så, att använda endast ett litet, del av beloppet av dyra silikoner som behövs för de konventionella cellerna, således uppnå potentiellt ha som huvudämne förminskningar kostar in.

Har potentiellt bruk Förutom för microwires' i sol- celler, andra forskare föreslagen väg som sådan mikroskopiskt binder kunde vara integrerade nya sorter för van vid byggande av transistorer och - går runt, såväl som elektroder för avancerade batterier och bestämda sorter av miljö- övervakningapparater. För några av dessa idéer att vara praktiskt, emellertid, måste det finnas en effektiv scalable fabriks- metod.

Den nya metoden gäller att värma, och avsiktligt förorena ytbehandla av ett silikonrån med förkoppra, som sprider ut in i silikonerna. Därefter när silikonen kyler långsamt, sprider ut förkoppra ut för att bilda liten droppe på ytbehandla. Därefter när den förläggas i en atmosfär av silikontetrachloride, gasa, silikonmicrowires börjar att växa yttre, wherever det finns en förkoppraliten droppe på ytbehandla. Silikon i gasa upplöser in i dessa förkopprar liten droppe, och därefter, når den har nett, börjar en tillräcklig koncentration att påskynda ut längst ner av liten droppe, på silikonerna ytbehandlar nedanfört. Denna för mycket av silikoner elongates gradvist för att bilda microwires varje endast omkring 10 till 20 mikrometrar (millionths av en mäta) across och att växa upp från ytbehandla. Den processaa helheten kan bäras ut upprepade gånger på ett industriellt fabriks- fjäll, Buonassisi något att säga eller även kunde potentiellt anpassas till ett fortlöpande bearbetar.

Göra mellanslag av binder kontrolleras by texturerar skapat på ytbehandla - mycket lilla skrattgropar kan bilda centrerar för förkoppraliten droppe - men storleksanpassa av binder kontrolleras av temperaturerna som används för diffusionen, arrangerar av det processaa. Således i motsats till i andra produktionmetoder, binder storleksanpassa och göra mellanslag av kan kontrolleras självständigt av varje annan, Buonassisi något att säga.

Det gjorda arbetet är så långt precis ett motståndskraftigt principiellt, honom något att säga, och mer arbete återstår att göras för att finna de bäst kombinationerna av temperaturen profilerar, förkopprar koncentrationer och ytbehandlar att mönstra för olika applikationer, sedan det processaa låter för beställa-av-storlek skillnader i storleksanpassa av binder. Till exempel återstår det att vara beslutsamt vilket tjocklek och göra mellanslag av binder producerar de effektivaste sol- cellerna. Men detta arbete visar ett potentiellt för en sort av den sol- cellen baserat på sådan binder som kunde markant fälla ned kostar, graderar båda, genom att låta bruket av lägre, av silikon (som är, less-highly raffinerat), sedan det processaa av binder tillväxthjälp för att rena det materiellt, och, genom att använda mycket mindre belopp av det, sedan det mycket litet binder, göras upp av ett mycket litet del precis av beloppet som behövs för konventionella silikonkristallrån. ”Är Detta stilla i mycket en tidigt stadium,” Buonassisi något att säga, därför att, i att avgöra på en konfiguration för en sådan sol- cell ”, det finns så många saker som ska optimeras.”,

Michael Kelzenberg, en postdoctoral forskare på det Kalifornien Institutet av Teknologi, som har spenderat de sist fem åren som gör forskning på silikonmicrowires, något att säga, som fördriver, andra har använt förkoppra-liten droppe tekniken för att växa microwires, ”, är Vad egentligen ny är här den metoden av att producera flytande belägger med metall liten droppe.”, Stunder som andra har måste att förlägga liten droppe av smält, förkopprar på silikonerna pläterar och att kräva att bearbeta för extrahjälp kliver, ”har Buonassisi och hans kollegor visat belägger med metall att som, kan spridas ut in i tillväxtsubstraten dessförinnan, och till och med försiktig uppvärmning och att kyla, bildar de ska belägga med metallliten droppe faktiskt på deras eget - med det korrekt placera och storleksanpassa.”,

Kelzenberg tillfogar att hans forskninggrupp har för en tid sedan visat att sol- celler för silikonmicrowire kan likställa effektiviteten av sol- celler för den dagens typiska reklamfilmen. ”Ska Jag funderare mest stor återstå för utmaning visa, att denna teknik är kosta-effektivare eller annars välgörande, än annan katalysator belägger med metall produktionmetoder,” honom något att säga. Men total-, har han något att säga, någon version av silikonmicrowireteknologi ”det potentiellt som möjliggör dramatiskt, kostar förminskningar” av sol- paneler.

Det pappers- co-varades upphovsman till av Vidya Ganapati' 10, doktoranden David Fenning, den postdoctoral kamraten Mariana Bertoni och forskningspecialisten Alexandria Fecych, all i MITS Avdelning av Maskinlära, och den postdoctoral forskare Chito Kendrick och den ProfessorJoan Redwingen av den Pennsylvania Delstatsuniversiteten. Arbetet stöttades av U.S.-Avdelningen av Energi, det Chesonis FamiljFundamentet och Nationalet Science Foundation.

Källa: http://web.mit.edu/

Last Update: 26. January 2012 23:49

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