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

Ilmuwan Temukan Photovoltages dalam Bahan ferroelectrics Menggunakan Bismuth Ferrite Ultrathin Film

Published on September 19, 2011 at 3:41 AM

Oleh Cameron Chai

Para ilmuwan di University of California di Berkeley dan US Department of Energy National Laboratory Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) telah mengungkapkan rincian dari proses fotovoltaik untuk bahan feroelektrik menggunakan ferit bismut atau ultra-tipis film BFO.

Para peneliti juga menemukan bahwa prinsip yang sama dapat diterapkan pada semua jenis bahan serupa. Film-film BFO diselidiki oleh para peneliti memiliki pola domain yang spesifik periodik mencakup lebih dari jarak beberapa mikrometer. Domain membuat garis-garis, masing-masing memiliki lebar 50 hingga 300 nm, terisolasi oleh dinding domain ketebalan hanya 2 nm. Polarisasi listrik di setiap garis dalam arah yang berlawanan dari yang dari garis-garis yang berdekatan.

Domain dengan polarisasi listrik yang berlawanan, rata-rata sekitar 140 nanometer luas dan dipisahkan oleh dinding 2 nanometer tebal, bentuk array baik sejajar dalam film tipis bismut ferit. Kredit: Lawrence Berkeley National Laboratory

Ager Joel, salah seorang peneliti, mengatakan bahwa tim peneliti secara akurat mengetahui posisi dan ukuran built-in medan listrik dalam film BFO. Para peneliti mengamati tegangan sangat tinggi, beberapa kali tegangan pita kesenjangan materi ketika film tipis BFO diterangi, katanya. Elektron dibebaskan oleh foton yang masuk dan bentuk lubang yang sesuai, menghasilkan aliran arus dalam arah tegak lurus terhadap dinding domain, ia menambahkan.

Para ilmuwan dilengkapi kontak platina listrik untuk ultra-tipis film BFO untuk mengukur arus. Percobaan membuktikan bahwa dinding domain antara bidang polarisasi listrik yang berlawanan meningkatkan tegangan fotovoltaik. Biaya yang berlawanan pada kedua sisi dinding domain menghasilkan medan listrik yang memaksa pembawa muatan terpisah. Pada satu sisi dinding, dan lubang elektron mengusir diakumulasikan, sementara di sisi lain, lubang dan elektron mengusir diakumulasikan.

Efisiensi sel surya akan berkurang karena rekombinasi langsung dari lubang dan elektron. Namun, dalam film BFO, biaya domain 'malah menghasilkan medan listrik terpolarisasi kuat pada dinding domain untuk mencegah rekombinasi. Elektron dan lubang bergerak ke arah berlawanan dari dinding domain menuju pusat domain itu, yang memiliki medan listrik lemah. Sebagai jumlah elektron lebih dari lubang, elektron ekstra dipaksa dari satu domain ke yang lain dalam arah yang sama, seperti yang diarahkan oleh arus secara keseluruhan. Ager menggambarkannya sebagai 'estafet' dengan setiap ember elektron dipompa dari satu domain ke domain lain.

Efisiensi BFO ultrathin film 'dari respon cahaya tertinggi di dekat dinding domain. Meskipun mereka menghasilkan tegangan ultra-tinggi, mereka kekurangan arus tinggi, faktor kunci lain untuk sel matahari yang kuat. Kombinasi efek fotovoltaik ferroelectrics '' ember Brigade 'dengan arus tinggi memungkinkan pembuatan array sel surya dengan efisiensi yang unggul.

Sumber: http://www.lbl.gov

Last Update: 9. October 2011 08:29

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