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Forscher Fabrizieren die FunktionellSOLARZELLE, die von Kohlenstoff Nanomaterials Gemacht wird

Published on November 1, 2012 at 7:48 AM

Universität von Stanfords-Wissenschaftler haben die erste Solarzelle aufgebaut, die völlig vom Kohlenstoff, eine viel versprechende Alternative zu den teuren Materialien gemacht wird, die heute in den photo-voltaischen Einheiten verwendet werden. Die Ergebnisse werden in der heutigen Onlineausgabe des Nano Zapfens ACS veröffentlicht.

Die der Bao-der Gesamtkohlenstoff Gruppe Solarzelle besteht aus einer photoactive Schicht, der Sonnenlicht absorbiert, eingeschoben zwischen zwei Elektroden. (Kennzeichen Shwartz)

„Kohlenstoff hat das Potenzial, Hochleistung zu niedrigen Kosten zu entbinden,“ sagte Studie älteren Autor Zhenan Bao, ein Professor der Industriechemie bei Stanford. „Nach bestem Wissen, ist dieses die erste Vorführung einer arbeitenden Solarzelle, die alle Bauteile hat, die vom Kohlenstoff gemacht werden. Gestalten Dieser Studie auf dem vorhergehenden Werk erledigt in unserem Labor.“

Anders Als steife Silikonsonnenkollektoren, die viele Dachspitzen schmücken, Stanfords wird Dünnfilmprototyp von den Kohlenstoffmaterialien gemacht, die von der Lösung überzogen sein können. „Möglicherweise in der Zukunft können wir alternative Märkte betrachten, in denen Solarzellen des flexiblen Kohlenstoffes auf der Oberfläche von Gebäuden überzogen sind, auf Fenstern oder auf den Autos, zum des Stroms zu erzeugen,“ Bao sagten.

Die Beschichtungstechnik hat auch das Potenzial, Herstellungskosten zu verringern, sagte Stanford-Studenten im Aufbaustudium Michael Vosgueritchian, Mitleitungskabel Autor der Studie mit Habilitationsforscher Marc Ramuz.

„Das Aufbereiten von Silikon-basierten Solarzellen benötigt viele Schritte,“ Vosgueritchian erklärte. „Aber unsere gesamte Einheit kann unter Verwendung der einfachen Beschichtungsmethoden aufgebaut werden, die benötigen nicht teure Hilfsmittel und Maschinen.“

Kohlenstoff Nanomaterials

Die experimentelle Solarzelle der Bao-Gruppe besteht aus einer photoactive Schicht, der Sonnenlicht absorbiert, eingeschoben zwischen zwei Elektroden. In einer typischen Dünnschichtsolarzelle werden die Elektroden von den leitfähigen Metallen und vom Indiumzinnoxid hergestellt (ITO). „Materialien wie Indium sind knapp und das Werden teurer als die Nachfrage nach Solarzellen, Panels des Bildschirm- und anderen elektronischen Geräten wächst,“ sagte Bao. „Kohlenstoff ist andererseits niedrige Kosten und Erde-Reichlich.“

Für die Studie ersetzten Bao und ihre Kollegen das Silber und den ITO, die in den herkömmlichen Elektroden durch graphene verwendet wurden - Blätter des Kohlenstoffes, die ein Atom dick sind - und einzel-ummauerte Kohlenstoff nanotubes, die 10.000mal schmaler sind, als ein Menschenhaar. „Kohlenstoff nanotubes haben außerordentliche elektrische Leitfähigkeit und Leichtabsorption Eigenschaften,“ sagte Bao.

Für die aktive Schicht verwendeten die Wissenschaftler das Material, das von Kohlenstoff nanotubes und „buckyballs“ - von den Kugel-förmigen Kohlenstoffmolekülen Fußballs gerade ein nm im Durchmesser gemacht wurde. Das Forschungsteam meldete vor kurzem ein Patent für die gesamte Einheit an.

„Jedes Bauteil in unserer Solarzelle von oben bis unten wird von den Kohlenstoffmaterialien gemacht,“ sagte Vosgueritchian. „Andere Gruppen haben über die Herstellung Gesamtkohlenstoff von Solarzellen berichtet, aber sie sprachen gerade die aktive Schicht in der Mitte, nicht die Elektroden.“ an

Ein Nachteil des Gesamtkohlenstoff Prototyps ist, dass er Haupt- die fast-Infrarotwellenlängen der Leuchte absorbiert und zu einer Labor-Leistungsfähigkeit von weniger als beiträgt, 1 Prozent - senken Sie viel als handelsübliche Solarzellen. „Wir haben offenbar ein langer Weg auf Leistungsfähigkeit,“ sagte Bao. „Aber mit besseren Materialien und verbessern Sie Verfahrenstechniken, wir erwarten, dass die Leistungsfähigkeit steigt ziemlich drastisch.“

Verbessern von Leistungsfähigkeit

Das Stanford-Team betrachtet eine Vielzahl von Methoden, Leistungsfähigkeit zu verbessern. „Rauheit kann die Einheit kurzschließen und sie hart machen, den Strom zu montieren,“ sagte Bao. „Wir müssen herausfinden, wie man jede Schicht sehr glatt macht, indem wir wirklich die Nanomaterials stapeln hervorzuquellen.“

Die Forscher experimentieren auch mit Kohlenstoff Nanomaterials, die mehr Leuchte in einer breiteren Reichweite der Wellenlängen absorbieren können, einschließlich das sichtbare Spektrum.

„Die Materialien, die vom Kohlenstoff gemacht werden, sind sehr robust,“ sagte Bao. „Sie bleiben stabil in den Lufttemperaturen von fast 1.100 Graden Fahrenheit.“

Die Fähigkeit von Solarzellen des Kohlenstoffes, herkömmliche Einheiten unter Extrembedingungen an Leistung zu übertreffen konnte den Bedarf an der größeren Leistungsfähigkeit, entsprechend Vosgueritchian ausgleichen. „Wir glauben, dass Gesamtkohlenstoff Solarzellen in den extremen Umgebungen verwendet werden konnten, wie an hohe Temperaturen oder am hoch körperlichen Druck,“ ihm sagten. „Aber offensichtlich wünschen wir die höchste mögliche Leistungsfähigkeit und arbeiten an Methoden, unsere Einheit zu verbessern.“

„Photovoltaics ist bestimmt eine sehr wichtige Quelle der Leistung, die wir in in der Zukunft klopfen,“ Bao sagte. „Wir haben viel erhältliches Sonnenlicht. Wir müssen irgendeine Methode herausfinden, diese Naturressourcen zu verwenden, die wird gegeben uns.“

Quelle: Temperatur

Last Update: 1. November 2012 14:30

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