Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Исследователя Изготовляют Функциональный Фотоэлемент Сделанный из Nanomaterials Углерода

Published on November 1, 2012 at 7:48 AM

Научные работники Стэнфордского Университета строили первый фотоэлемент сделанный полностью из углерода, перспективнейшей алтернативы к дорогим материалам используемым в фотовольтайческих приборах сегодня. Результаты опубликованы в сегодняшнем он-лайн варианте журнала ACS Nano.

Фотоэлемент вс-углерода группы Bao состоит из photoactive слоя, который поглощает солнечний свет, прослоенного между 2 электродами. (Марк Shwartz)

«Углерод имеет потенциал поставить высокую эффективность на низкой цене,» сказал изучение старшее автор Zhenan Bao, профессор химического машиностроения на Стэнфорде. «К самое лучшее нашего знания, этого первая демонстрация работая фотоэлемента который имеет все компоненты сделанные из углерода. Строения Этого изучения на предыдущей работе сделанной в нашей лаборатории.»

Не Похож На твердые панели солнечных батарей кремния которые украшают много крыш, прототип тонкого фильма Стэнфорда сделан из материалов углерода которые можно покрыть от разрешения. «Возможно в будущем мы можем посмотреть альтернативные рынки где гибкие фотоэлементы углерода покрыны на поверхности зданий, на окнах или на автомобилях для того чтобы произвести электричество,» Bao сказали.

Метод покрытия также имеет потенциал уменьшить производительные расходы, сказал аспиранта Майкл Vosgueritchian Стэнфорда, автор co-руководства изучения с postdoctoral исследователем Марк Ramuz.

«Обрабатывать кремни-основанные фотоэлементы требует много шагов,» Vosgueritchian объяснил. «Только наш весь прибор можно построить используя простые методы покрытия которые не требуют дорогих инструментов и машин.»

Nanomaterials Углерода

Фотоэлемент группы Bao экспириментально состоит из photoactive слоя, который поглощает солнечний свет, прослоенного между 2 электродами. В типичном фотоэлементе тонкого фильма, электроды сделаны из проводных металлов и окиси олова индия (ITO). «Материалы как индий вряд и быть дорогле как требование для фотоэлементов, панелей сенсорного экрана и других электронных устройств растет,» Bao сказало. «Углерод, с другой стороны, низкая цена и Земл-Обильные.»

Для изучения, Bao и ее коллегаы заменили серебр и ITO используемые в обычных электродах с graphene - листах углерода которые один атом толщиной - и одиночн-огороженными nanotubes углерода которые 10.000 времен более узки чем человеческие волосы. «Nanotubes Углерода имеют внесметную электрическую проводимость и свойства свет-абсорбциы,» Bao сказало.

Для активного слоя, научные работники использовали материал сделанный из nanotubes углерода и молекул углерода футбола «buckyballs» - шарик-форменных как раз один нанометр в диаметре. Научно-исследовательская группа недавно хранила патент для всего прибора.

«Каждый компонент в нашем фотоэлементе, сверху донизу, сделан из материалов углерода,» Vosgueritchian сказало. «Другие группы сообщали делать фотоэлементы вс-углерода, но они ссылались к как раз активному слою в середине, не электродах.»

Один недостаток прототипа вс-углерода что он главным образом поглощает близко-ультракрасные длины волны света, способствуя к эффективности лаборатории меньш чем 1 процент - очень понизьте чем имеющие на рынке фотоэлементы. «Мы ясно имеем длинний путь пойти на эффективность,» Bao сказало. «Но с более лучшими материалами и более лучшими методами обработки, мы надеемся что эффективность пойдет вверх довольно драматически.»

Улучшать эффективность

Команда Стэнфорда смотрит разнообразие пути улучшить эффективность. «Шершавость может закоротить прибор и сделать его трудной собрать течение,» Bao сказало. «Мы давать в численном выражении как сделать каждый слой очень ровным путем штабелировать nanomaterials действительно для того чтобы хлынуться.»

Исследователя также экспериментируют с nanomaterials углерода которые могут поглотить больше света в более обширном ряде длин волны, включая видимый спектр.

«Материалы сделанные из углерода очень робастны,» Bao сказало. «Они остают стабилизированными в температурах воздушной среды почти 1.100 градусов Градуса Фаренгейта.»

Способность фотоэлементов углерода делать обычные приборы лучше под весьма условиями смогла отжать потребность для большой эффективности, согласно Vosgueritchian. «Мы верим что фотоэлементы вс-углерода смогли быть использованы в весьма окружающих средах, как в условиях высоких температур или на высоко физическом усилии,» ему сказали. «Но очевидно мы хотим наибольшую мощность возможную и работаем на путях улучшить наш прибор.»

«Photovoltaics определенно будет очень важным источником власти который мы выстучаем в в будущее,» Bao сказало. «Мы имеем много доступный солнечний свет. Мы давать в численном выражении некоторый путь использовать этот природный ресурс который дается к нам.»

Источник: http://www.stanford.edu

Last Update: 1. November 2012 14:31

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