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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Los Investigadores Fabrican la Célula Solar Funcional Hecha de los Nanomaterials del Carbón

Published on November 1, 2012 at 7:48 AM

Los científicos de la Universidad de Stanford han construido la primera célula solar hecha totalmente del carbón, una opción prometedora a los materiales costosos usados en dispositivos fotovoltaicos hoy. Los resultados se publican en la edición en línea de hoy del gorrón ACS Nano.

La célula solar del todo-carbón del grupo de Bao consiste en una capa photoactive, que absorbe luz del sol, intercalada entre dos electrodos. (Marca Shwartz)

El “Carbón tiene el potencial de entregar alto rendimiento en un bajo costo,” dijo el estudio autor Zhenan mayor Bao, profesor de la ingeniería química en Stanford. “Según mi entender, ésta es la primera demostración de una célula solar de trabajo que tenga todos los componentes hechos del carbón. Emplear de Este estudio el trabajo previo hecho en nuestro laboratorio.”

A Diferencia de los paneles solares del silicio rígido que adornan muchos tejados, el prototipo de la película fina de Stanford se hace de los materiales de carbón que pueden estar revestidos de la solución. “Quizás en el futuro podemos observar mercados alternativos donde están revestidas las células solares del carbón flexible en la superficie de edificios, en ventanas o en los vehículos para generar electricidad,” Bao dijimos.

La técnica de la capa también tiene el potencial de reducir costos de fabricación, dijo al estudiante de tercer ciclo Michael Vosgueritchian, autor de Stanford del co-terminal de componente del estudio con el investigador postdoctoral Marc Ramuz.

El “Tramitación de las células solares silicio-basadas requiere muchos pasos de progresión,” Vosgueritchian explicó. “Solamente nuestro dispositivo entero se puede construir usando los métodos simples de la capa que no requieren las herramientas y las máquinas costosas.”

Nanomaterials del Carbón

La célula solar experimental del grupo de Bao consiste en una capa photoactive, que absorbe luz del sol, intercalada entre dos electrodos. En una célula solar típica de la película fina, los electrodos se hacen de metales y del óxido conductores del estaño del indio (ITO). Los “Materiales como el indio son escasos y el llegar a ser más costoso como la demanda para las células solares, los paneles de la pantalla táctil y otros dispositivos electrónicos crece,” Bao dijo. El “Carbón, por otra parte, es bajos costo y Tierra-Abundante.”

Para el estudio, Bao y sus colegas reemplazaron la plata y al ITO usados en los electrodos convencionales por el graphene - las hojas del carbón que son un átomo densamente - y los nanotubes único-emparedados del carbón que son 10.000 veces más estrechos que un cabello humano. Los “nanotubes del Carbón tienen conductividad eléctrica extraordinaria y las propiedades de la luz-amortiguación,” Bao dijo.

Para la capa activa, los científicos utilizaron el material hecho de nanotubes y de “buckyballs” del carbón - el fútbol bola-dio forma las moléculas del carbón apenas un nanómetro de diámetro. El equipo de investigación limó recientemente una patente para el dispositivo entero.

“Cada componente en nuestra célula solar, de arriba a abajo, se hace de los materiales de carbón,” Vosgueritchian dijo. “Otros grupos han señalado la fabricación todo-carbón de las células solares, pero referían apenas a la capa activa en el centro, no los electrodos.”

Una desventaja del prototipo del todo-carbón es que absorbe sobre todo las longitudes de onda del infrarrojo cercano de la luz, contribuyendo a una eficiencia del laboratorio del menos de 1 por ciento - baje mucho que las células solares disponibles en el comercio. “Tenemos sin obstrucción mucho por hacer en eficiencia,” Bao dijo. “Pero con mejores materiales y mejore las técnicas de tramitación, nosotros cuentan con que suba la eficiencia muy dramáticamente.”

Mejorar eficiencia

Las personas de Stanford están observando una variedad de maneras de mejorar eficiencia. La “Tosquedad puede cortocircuitar el dispositivo y hacerlo duro cerco la corriente,” Bao dijo. “Tenemos que imaginar cómo hacer cada capa muy lisa empilando los nanomaterials realmente para manar.”

Los investigadores también están experimentando con los nanomaterials del carbón que pueden absorber más luz en una gama más amplia de longitudes de onda, incluyendo el espectro visible.

Los “Materiales hechos del carbón son muy robustos,” Bao dijo. “Siguen siendo estables en temperatura del aire de casi 1.100 grados de Fahrenheit.”

La capacidad de las células solares del carbón de superar los dispositivos convencionales bajo condiciones extremas podía vencer la necesidad de la mayor eficiencia, según Vosgueritchian. “Lo creemos que las células solares del todo-carbón se podrían utilizar en ambientes extremos, por ejemplo en temperaturas altas o en la tensión arriba física,” dijimos. “Pero queremos obviamente la eficacia más alta posible y estamos trabajando en maneras de mejorar nuestro dispositivo.”

“Photovoltaics será definitivamente una fuente muy importante de la potencia que golpearemos ligeramente en el futuro,” Bao dijo. “Tenemos mucha luz del sol disponible. Tenemos que imaginar una cierta manera de utilizar este recurso natural que se dé nosotros.”

Fuente: http://www.stanford.edu

Last Update: 1. November 2012 14:31

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