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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

研究者はカーボン Nanomaterials から成っている機能太陽電池を製造します

Published on November 1, 2012 at 7:48 AM

スタンフォード大学の科学者はカーボン、光起電装置で今日使用される高い材料への有望な代わりから完全に成っている最初の太陽電池を構築しました。 結果は Nano ジャーナル ACS の今日のオンライン版で出版されます。

Bao のグループの全カーボン太陽電池はから日光を吸収する photoactive 層、 2 つの電極の間で挟まれて成っています。 (マーク Shwartz)

「カーボン低価格で高性能を提供する潜在性があります」に調査年長の、著者を Zhenan Bao スタンフォードの化学工学の教授言いました。 「私達が知る限りでは、これはカーボンから成っているコンポーネントすべてがある働く太陽電池の最初のデモンストレーションです。 私達の実験室でできている前の仕事のこの調査の造り」。

多くの屋上を飾る堅いケイ素の太陽電池パネルとは違って、スタンフォードの薄膜プロトタイプは解決から上塗を施してありますカーボン材料から成っています。 「多分の Windows または電気を生成する車と」 Bao 言いました将来私達は適用範囲が広いカーボン太陽電池が建物の表面で上塗を施してある代わりとなる市場を見てもいいです。

コーティングの技術にまた製造の原価を削減する潜在性が言いましたスタンフォード大学院生ミハエル Vosgueritchian、ポストドクターとの Marc Ramuz 調査の共同鉛の著者をあります。

「ケイ素ベースの太陽電池を処理することは多くのステップを」、 Vosgueritchian 説明しました必要とします。 「しかし私達の全体の装置は高いツールおよび機械を」。必要としない簡単なコーティング方法を使用して構築することができます

カーボン nanomaterials

Bao のグループの実験太陽電池はから日光を吸収する photoactive 層、 2 つの電極の間で挟まれて成っています。 典型的な薄膜の太陽電池では、電極は伝導性の金属およびインジウムの錫の酸化物から成っています (ITO)。 「インジウムのような材料乏しく、太陽電池、タッチスクリーンのパネルおよび他の電子デバイスのための要求としてより高くなることは育ちます」はと Bao は言いました。 「カーボン、一方では、です低価格および地球豊富」。は

調査のために、 Bao および彼女の同僚は厚く 1 個の原子であるカーボンのシートで graphene 使用された銀および ITO を - および人間の毛髪より狭い単一囲まれたカーボン nanotubes と 10,000 倍慣習的な電極取り替えました。 「カーボン nanotubes 異常な電気伝導率があり、ライト吸収の特性」にと Bao は言いました。

実行中の層のために、科学者はカーボン nanotubes および 「buckyballs」の - サッカー球形カーボン分子から成っていた材料を直径のちょうど 1 ナノメーター使用しました。 調査チームは最近全体の装置のためのパテントをファイルしました。

「私達の太陽電池のあらゆるコンポーネント、完全に、カーボン材料から成っています」はと Vosgueritchian は言いました。 「他のグループ全カーボンに太陽電池をすることを報告しましたが、参照していました中間電極ではなくのちょうど実行中の層を」。は

全カーボンプロトタイプの 1 つの欠点は 1% 以下本質的に実験室の効率にの貢献するライトのほぼ赤外線波長を吸収することです - 大いに商用化された太陽電池より下げて下さい。 「私達にはっきり効率の長い道程があります」と Bao は言いました。 「しかしよりよい材料と効率が」。かなり劇的に上がると加工の技巧を、私達期待しますよくすれば

効率の改善

スタンフォードチームは効率を改善するいろいろな方法を見ています。 「荒さ装置をショートでき、それを流れを集めること困難にするため」はと Bao は言いました。 各層を nanomaterials を実際にスタックすることによって非常にスムーズにさせる方法を 「私達は湧き出るために把握しなければなりません」。

研究者はまた波長のより広い範囲のより多くのライトを吸収できる可視スペクトルを含むカーボン nanomaterials で実験しています。

「カーボンから成っている材料非常に強いです」はと Bao は言いました。 「それらはほぼ 1,100 の華氏温度の気温に残ります安定している」。

カーボン太陽電池の機能は Vosgueritchian に従って慣習的な装置に優る厳しい状況下ですばらしい効率のための必要性を、克服できます。 「私達は全カーボン太陽電池が極度な環境で使用できることの高温のようなまたは高く物理的な圧力と」、彼を言いました信じます。 「しかし明らかに私達は可能な高性能がほしいと思い、私達の装置を改良する方法に取り組んでいます」。

「Photovoltaics 確定的に私達が将来に叩く力の非常に重要なもとと」、は Bao 言いましたです。 「私達に多くの使用できる日光があります。 私達は私達に」。与えられるこの天然資源を使用する方法を把握するなります

ソース: http://www.stanford.edu

Last Update: 1. November 2012 14:30

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