Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Mga siyentipiko Tuklasin Photovoltages sa Ferroelectrics Materyales Paggamit Bismuth Ferrite Ultrathin pelikula

Published on September 19, 2011 at 3:41 AM

Ni Cameron Chai

Siyentipiko sa sa University of California sa Berkeley at ang US Kagawaran ng Enerhiya ng Lawrence Berkeley Pambansang Laboratory (Berkeley Lab) ay inihayag ang mga detalye ng isang photovoltaic proseso para sa ferroelectric mga materyales na gamit ang bismuth ferrite o BFO ultra-manipis na pelikula.

Ang mga mananaliksik din natuklasan na ang parehong prinsipyo ay ilalapat sa lahat ng uri ng mga katulad na materyales. Ang mga pelikula ng BFO Inimbestigahan sa pamamagitan ng mga mananaliksik na ang isang tiyak na panaka-nakang domain na pattern spanning higit sa distansya ng ilang mga micrometers. Ang mga domain ay lumikha ng mga guhitan, bawat may isang lapad ng 50 sa 300 nm, na nakahiwalay sa pamamagitan ng mga pader ng domain ng kapal ng lang 2 nm. Ang mga de-koryenteng polariseysyon sa bawat guhit ay sa kabaligtaran direksyon ng ng mga katabi guhitan nito.

Domains sa kabaligtaran electrical polariseysyon, averaging tungkol sa 140 nanometers malawak at pinaghiwalay ng pader 2 nanometers makapal, bumuo ng isang mahusay na nakahanay na array sa isang manipis na film ng bismuth ferrite. Credit: sa Lawrence Berkeley Pambansang Laboratory

Joel Ager, isa ng mga mananaliksik, sinabi na ang koponan ng pananaliksik na tumpak Alam ang posisyon at ang laki ng built-in electric patlang sa BFO pelikula. Ang mga mananaliksik sinusunod mataas na voltages, ilang beses sa band puwang ang materyal boltahe kapag ang BFO manipis pelikula ay iluminado, sinabi niya. Ang mga electron ay napalaya sa pamamagitan ng papasok na mga photons at form kaukulang butas, na nagreresulta sa ang daloy ng mga kasalukuyang sa isang direksyon na patayo sa pader domain, idinagdag niya.

Ang mga siyentipiko marapat platinum electrical contact sa ang BFO ultra-manipis na pelikula upang masukat ang kasalukuyang. Ang eksperimento ay pinatunayan na ang mga pader ng domain sa pagitan ng mga lugar ng kabaligtaran electrical polariseysyon ay nadagdagan ang photovoltaic boltahe. Ang kabaligtaran singil sa magkabilang panig ng pader domain bumuo ng isang electric patlang na pwersa ang mga carrier ng singil hiwalay. Sa isang bahagi ng pader, pagtataboy ng mga electron at butas ay naipon, habang sa iba pang mga bahagi, maitaboy ang mga butas at electron ay naipon.

Ang kahusayan ng solar cell ay makakakuha ng nabawasan dahil sa agarang recombination ng mga butas at electron. Gayunpaman, sa mga pelikula BFO, mga domain 'sa oppositely polarized singil ng mga strong electric patlang sa ang domain ng mga pader upang maiwasan ang recombination. Mga electron at butas ilipat sa kabaligtaran na direksyon mula sa pader ng domain papunta sa sentro ng domain, na may isang weaker na electric patlang. Bilang ang bilang ng mga electron ay higit pa kaysa sa butas, ang mga karagdagang mga electron ay napipilitang mula sa isang domain sa iba pang sa parehong direksyon, tulad ng direct sa pamamagitan ng ang kabuuang kasalukuyang. Ager inilarawan ito bilang 'bucket brigada' sa bawat bucket ng mga electron na pumped mula sa isang domain sa iba pang mga.

Ang BFO ultrathin pelikulang 'kahusayan ng liwanag pagtugon ay pinakamataas na malapit sa pader domain. Kahit na makagawa sila ng mga ultra-mataas na voltages, ang mga ito ay maikling ng mataas na kasalukuyang, isa pang mahalagang kadahilanan para sa isang malakas na solar cell. Ang kumbinasyon ng mga photovoltaic epekto 'bucket brigada' ferroelectrics 'na may mataas na alon ay nagbibigay-daan sa katha ng solar arrays ng cell na may nakalalamang na kahusayan.

Source: 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