Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Οι επιστήμονες Ανακαλύψτε Photovoltages σε ferroelectrics υλικών με βισμούθιο φερρίτη υπέρλεπτων Films

Published on September 19, 2011 at 3:41 AM

Με Cameron Chai

Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ και το Υπουργείο Εξωτερικών των ΗΠΑ Lawrence Berkeley Ενέργειας National Laboratory (Berkeley Lab) έχουν αποκαλύψει τις λεπτομέρειες ενός φωτοβολταϊκού διαδικασία για σιδηροηλεκτρικές υλικών με βισμούθιο φερρίτη ή BFO εξαιρετικά λεπτές ταινίες.

Οι ερευνητές επίσης ανακάλυψαν ότι η ίδια αρχή μπορεί να εφαρμοστεί σε όλους τους τύπους των παρόμοιων υλικών. Οι ταινίες BFO διερευνάται από τους ερευνητές έχουν μια συγκεκριμένη περιοδική μοτίβο τομέα που εκτείνονται σε αποστάσεις αρκετών μικρομέτρων. Οι τομείς που δημιουργούν λωρίδες, κάθε πλάτους από 50 έως 300 nm, απομονωμένος από τους τοίχους του τομέα πάχος μόνο 2 nm. Η ηλεκτρική πόλωση σε κάθε λωρίδα είναι προς την αντίθετη κατεύθυνση από εκείνη των γειτονικών ρίγες της.

Domains με αντίθετο ηλεκτρικό πόλωση, κατά μέσο όρο περίπου 140 νανόμετρα και είναι χωρισμένοι με τοίχους πάχους 2 νανόμετρα, αποτελούν μια καλά ευθυγραμμισμένα σειρά σε ένα λεπτό στρώμα από βισμούθιο φερρίτη. Credit: Lawrence Berkeley National Laboratory

Joel Ager, ένας από τους ερευνητές, δήλωσε ότι η ερευνητική ομάδα γνώριζε με ακρίβεια τη θέση και το μέγεθος του ενσωματωμένου ηλεκτρικά πεδία σε BFO ταινίες. Οι ερευνητές που παρατηρήθηκαν πολύ υψηλές τάσεις, πολλές φορές μπάντα τάση του υλικού κενό όταν ο BFO λεπτές ταινίες ήταν φωτισμένο, είπε. Τα ηλεκτρόνια που ελευθερώνονται από τα εισερχόμενα φωτόνια και αποτελούν αντίστοιχες οπές, με αποτέλεσμα η ροή του ρεύματος σε μια διεύθυνση κάθετη προς τα τείχη τομέα, πρόσθεσε.

Οι επιστήμονες τοποθετούνται πλατίνα ηλεκτρικές επαφές για την BFO εξαιρετικά λεπτές ταινίες για τη μέτρηση του ρεύματος. Το πείραμα απέδειξε ότι οι τοίχοι τομέα μεταξύ των περιοχών της απέναντι ηλεκτρική πόλωση αυξάνεται η φωτοβολταϊκή τάση. Τα αντίθετα φορτία και στις δύο πλευρές του τείχους τομέα παράγουν ένα ηλεκτρικό πεδίο που αναγκάζει φορέων φορτίου, χώρια. Στη μια πλευρά του τοίχου, τα ηλεκτρόνια αποκρούουν και τρύπες είναι συσσωρευμένη, ενώ από την άλλη πλευρά, τρύπες αποκρούουν και τα ηλεκτρόνια είναι συσσωρευμένες.

Η αποδοτικότητα των ηλιακών κυττάρων παίρνει μειωμένη, λόγω της άμεσης ανασυνδυασμού των οπών και των ηλεκτρονίων. Ωστόσο, στις ταινίες BFO, αντίθετα πολωμένο χρεώσεις τους τομείς "παράγουν ισχυρά ηλεκτρικά πεδία στους τοίχους τομέα για την πρόληψη του ανασυνδυασμού. Τα ηλεκτρόνια και οι τρύπες κινούνται σε αντίθετη κατεύθυνση από τα τείχη τομέα προς το κέντρο του τομέα, η οποία έχει ένα πιο αδύναμο ηλεκτρικό πεδίο. Καθώς ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι κάτι περισσότερο από τρύπες, είναι τα επιπλέον ηλεκτρόνια αναγκάζονται να φύγουν από τον έναν τομέα στον άλλο προς την ίδια κατεύθυνση, σύμφωνα με τις οδηγίες από το συνολικό ρεύμα. Ager το περιέγραψε ως «ταξιαρχία του κάδου» με κάθε κάδο των ηλεκτρονίων που αντλείται από τον έναν τομέα στον άλλο.

Η αποδοτικότητα του BFO υπέρλεπτων ταινίες «του φωτός ανταπόκρισης είναι υψηλότερο κοντά στα τείχη τομέα. Ακόμα κι αν παράγουν εξαιρετικά υψηλές τάσεις, είναι μικρότερη από υψηλό ρεύμα, ένας άλλος βασικός παράγοντας για μια ισχυρή ηλιακή κυψέλη. Ο συνδυασμός του φωτοβολταϊκού φαινομένου «κουβάς ταξιαρχία» ferroelectrics »με υψηλά ρεύματα επιτρέπει την κατασκευή των ηλιακών συστοιχιών κυττάρων με την ανώτερη απόδοση.

Πηγή: http://www.lbl.gov

Last Update: 8. October 2011 18:38

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