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I Ricercatori Da Costruzione la Pila Solare Funzionale Fatta dei Nanomaterials del Carbonio

Published on November 1, 2012 at 7:48 AM

Gli scienziati di Stanford University hanno sviluppato la prima pila solare fatta interamente di carbonio, un'alternativa di promessa ai materiali costosi utilizzati oggi in unità fotovoltaiche. I risultati sono pubblicati in odierna edizione online del giornale ACS Nano.

La pila solare del tutto carbonio del gruppo di Bao consiste di un livello fotoattivo, che assorbe la luce solare, interposto fra due elettrodi. (Segno Shwartz)

“Il Carbonio ha il potenziale di consegnare il rendimento elevato ad un basso costo,„ ha detto lo studio l'autore senior Zhenan Bao, il professor dell'ingegneria chimica a Stanford. “Al meglio della nostra conoscenza, questa è la prima dimostrazione di una pila solare lavorante che ha tutte componenti fatte di carbonio. Configurazioni di Questo studio su lavoro precedente fatto nel nostro laboratorio.„

A Differenza dei pannelli solari rigidi del silicio che ornano molti tetti, il prototipo della pellicola sottile di Stanford è fatto dei materiali di carbonio che possono essere rivestiti dalla soluzione. “Forse in futuro possiamo esaminare i servizi alternativi in cui le pile solari del carbonio flessibile sono rivestite sulla superficie dei beni immobili, sulle finestre o sulle automobili per generare elettricità,„ Bao abbiamo detto.

La tecnica del rivestimento egualmente ha il potenziale di diminuire i costi di produzione, ha detto il dottorando Michael Vosgueritchian, autore di Stanford del co-cavo dello studio con il ricercatore postdottorale Marc Ramuz.

“Elaborare alle le pile solari basate a silicio richiede molti punti,„ Vosgueritchian ha spiegato. “Ma la nostra intera unità può essere sviluppata facendo uso dei metodi semplici del rivestimento che non richiedono gli strumenti ed i commputer costosi.„

Nanomaterials del Carbonio

La pila solare sperimentale del gruppo di Bao consiste di un livello fotoattivo, che assorbe la luce solare, interposto fra due elettrodi. In una pila solare tipica della pellicola sottile, gli elettrodi sono fatti dei metalli e dell'ossido di stagno conduttivi dell'indio (ITO). “I Materiali come indio sono insufficienti e diventare più costoso come la domanda delle pile solari, dei comitati dello schermo attivabile al tatto e di altri apparecchi elettronici si sviluppa,„ Bao ha detto. “Il Carbonio, d'altra parte, è basso costo e Terra-Abbondante.„

Per lo studio, Bao ed i suoi colleghi hanno sostituito l'argento e il ITO utilizzati in elettrodi convenzionali con graphene - lamiere sottili di carbonio che sono densamente un atomo - e i nanotubes unico murati del carbonio che sono 10.000 volte più stretti dei capelli umani. “I nanotubes del Carbonio hanno conduttività elettrica straordinaria e beni di luminoso assorbimento,„ Bao ha detto.

Per il livello attivo, gli scienziati hanno usato il materiale fatto dei nanotubes del carbonio e delle molecole a forma di palla del carbonio di calcio “dei buckyballs„ - appena un nanometro di diametro. Il gruppo di ricerca recentemente file un brevetto per l'intera unità.

“Ogni componente in nostra pila solare, dall'alto al basso, è fatta dei materiali di carbonio,„ Vosgueritchian ha detto. “Altri gruppi hanno riferito rendere atutto carbonio le pile solari, ma stavano riferendo appena al livello attivo nel mezzo, non gli elettrodi.„

Uno svantaggio del prototipo del tutto carbonio è che soprattutto assorbe le lunghezze d'onda vicine all'infrarosso di indicatore luminoso, contribuenti ad un risparmio di temi del laboratorio di meno di 1 per cento - molto inferiore alle pile solari disponibili nel commercio. “Abbiamo chiaramente parecchio da fare su risparmio di temi,„ Bao ha detto. “Ma con i migliori materiali e le migliori tecniche di trattamento, prevediamo che il risparmio di temi vada abbastanza drammaticamente su.„

Miglioramento del risparmio di temi

Il gruppo di Stanford sta esaminando vari modi migliorare il risparmio di temi. “La Rugosità può mettere in cortocircuito l'unità e renderla dura raccogliere la corrente,„ Bao ha detto. “Dobbiamo capire come rendere ogni livello molto regolare impilando i nanomaterials realmente per scaturire.„

I ricercatori egualmente stanno sperimentando con i nanomaterials del carbonio che possono assorbire più indicatore luminoso in una più vasta gamma di lunghezze d'onda, compreso lo spettro visibile.

“I Materiali fatti di carbonio sono molto robusti,„ Bao ha detto. “Rimangono stabili nelle temperature dell'aria di quasi 1.100 gradi di Fahrenheit.„

La capacità delle pile solari del carbonio di superare le unità convenzionali nelle circostanze estreme ha potuto sormontare l'esigenza di maggior risparmio di temi, secondo Vosgueritchian. “Lo crediamo che le pile solari del tutto carbonio potrebbero essere utilizzate negli ambienti estremi, quali alle temperature elevate o allo sforzo su fisico,„ abbiamo detto. “Ma vogliamo ovviamente l'alta efficienza possibile e stiamo lavorando ai modi migliorare la nostra unità.„

“Photovoltaics definitivamente sarà una sorgente molto importante di potenza che attingeremo in futuro,„ Bao ha detto. “Abbiamo molta luce solare disponibile. Dobbiamo capire un certo modo usare questi risorse naturali che sono date noi.„

Sorgente: http://www.stanford.edu

Last Update: 1. November 2012 14:30

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