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

Scienziati scoprono Photovoltages Materiali ferroelettrici Utilizzando ferrite di bismuto ultrasottile Films

Published on September 19, 2011 at 3:41 AM

Da Cameron Chai

Gli scienziati della University of California a Berkeley e il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti di Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) hanno rivelato i dettagli di un processo fotovoltaico per i materiali ferroelettrici con ferrite di bismuto o BFO film ultrasottili.

I ricercatori hanno anche scoperto che lo stesso principio può essere applicato su tutti i tipi di materiali simili. I film BFO indagine da parte i ricercatori hanno un pattern specifico dominio periodici si estende su distanze di diversi micrometri. I domini di creare strisce, ognuna con una larghezza da 50 a 300 nm, isolata da pareti dei domini di spessore di appena 2 nm. La polarizzazione elettrica in ogni genere è nella direzione opposta di quello della sua strisce adiacenti.

I domini con opposta polarizzazione elettrica, con una media di circa 140 nanometri e separati da pareti di 2 nanometri di spessore, formano una serie ben allineati in un film sottile di ferrite di bismuto. Credito: Lawrence Berkeley National Laboratory

Ager Joel, uno dei ricercatori, ha dichiarato che il team di ricerca conosceva con precisione la posizione e la dimensione del built-in campi elettrici in film BFO. I ricercatori hanno osservato tensioni molto alte, più volte del materiale tensione band gap quando il BFO ​​film sottili sono stati illuminati, ha detto. Gli elettroni vengono liberati dai fotoni in arrivo e la forma fori corrispondenti, con conseguente flusso di corrente in una direzione perpendicolare alle pareti del dominio, ha aggiunto.

Gli scienziati hanno montato contatti platino elettrico al BFO ​​film ultrasottili per misurare la corrente. L'esperimento ha dimostrato che le pareti di dominio tra le aree di opposta polarizzazione elettrica aumentato la tensione fotovoltaico. Le cariche opposte sui due lati del muro di dominio genera un campo elettrico che costringe i portatori di carica a parte. Ad un lato del muro, gli elettroni si respingono e fori sono accumulate, mentre dall'altra parte, fori e respingono gli elettroni sono accumulati.

L'efficienza delle celle solari viene ridotto a causa della ricombinazione immediata di buchi e elettroni. Tuttavia, nei film BFO, le spese opposto polarizzato i domini 'producono forti campi elettrici in corrispondenza delle pareti di dominio per impedire la ricombinazione. Elettroni e lacune si muovono in direzione opposta dalle pareti di dominio verso il centro del dominio, che ha un debole campo elettrico. Poiché il numero di elettroni è più che fori, gli elettroni in più sono costretti da un dominio all'altro nella stessa direzione, come indicato dalla corrente complessiva. Ager lo ha descritto come 'vigili del secchio' con ogni secchio di elettroni pompato da un dominio ad altri.

L'efficienza del BFO ​​film ultrasottili 'di reattività luce è più vicino alle mura di dominio. Pur producendo ad altissima tensione, sono a corto di corrente elevata, un altro fattore chiave per una cella solare potente. La combinazione di effetto fotovoltaico 'brigata secchio' ferroelettrici 'con correnti elevate consente la fabbricazione di array di celle solari con un'efficienza superiore.

Fonte: http://www.lbl.gov

Last Update: 9. October 2011 00:10

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