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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

研究员制造功能太阳能电池由碳 Nanomaterials 制成

Published on November 1, 2012 at 7:48 AM

斯坦福大学科学家建立了第一太阳能电池完全地由碳,对在光致电压的设备今天用于的消耗大的材料的有为的替代制成。 结果在纳诺这个的日记帐 ACS 的今天在线编辑被发布。

Bao 组的全碳太阳能电池包括一块 photoactive 层,吸收阳光,将夹在中间在二个电极之间。 (标记 Shwartz)

“碳有潜在提供高性能在低成本”,教授说研究高级作者 Zhenan Bao,在斯坦福的化学工程。 “就我们所知,这是有所有要素由碳制成运作的太阳能电池的第一演示。 在我们的实验室完成的以前的工作的此研究编译”。

不同于严格的装饰许多屋顶的硅太阳电池板,斯坦福的薄膜还原由可以是上漆的从解决方法的碳材料制成。 “我们可以或许在将来查看灵活的碳太阳能电池是上漆的在大厦表面的替代市场,在视窗或在发电的汽车”, Bao 说。

涂层技术也有潜在减少制造成本,说斯坦福研究生迈克尔 Vosgueritchian,研究的共同线索作者与博士后 Marc Ramuz 的。

“处理基于硅的太阳能电池要求很多步骤”, Vosgueritchian 解释了。 “但是我们的整个设备可以被建立使用不要求消耗大的工具和设备的简单的涂层方法”。

碳 nanomaterials

Bao 组的实验太阳能电池包括一块 photoactive 层,吸收阳光,将夹在中间在二个电极之间。 在典型的薄膜太阳能电池,电极由导电性金属和铟罐子氧化物制成 (ITO)。 “象铟的材料是缺乏的,并且变得消耗大作为对太阳能电池、触摸屏面板和其他电子设备的需求增长”, Bao 说。 “碳,另一方面,是低成本和地球丰富的”。

对这个研究, Bao 和她的同事用 - 的 graphene 浓厚是一个原子 - 碳的页和单一被围住的碳 nanotubes 替换用于比人发 10,000 次缩小的常规电极和 ITO 的银。 “碳 nanotubes 有非常电导率,并且轻吸收属性”, Bao 说。

对有效的层,科学家使用了材料由碳 nanotubes 和 “buckyballs” - 足球球形的碳分子制成直径的一毫微米。 研究小组最近归档整个设备的一个专利。

“在我们的太阳能电池的每个要素,从顶向下,由碳材料制成”, Vosgueritchian 说。 “其他组报告做全碳太阳能电池,但是他们在这个中间名,不是电极是指有效的层”。

全碳还原的一个缺点是它主要吸收光近红外波长,造成实验室效率少于 1% - 低于商业可用的太阳能电池。 “我们明显地有在效率的一段路要走”, Bao 说。 “但是与更好的材料和请改善处理技术,我们预计这张效率相当显著将上升”。

改进效率

斯坦福小组查看各种各样的方式改进效率。 “坎坷可能短路设备,并且使它难收集当前”, Bao 说。 “我们必须推测如何使每块层非常平稳通过实际堆积 nanomaterials 涌出”。

研究员也试验可能吸收在各种各样的波长的更多光的碳 nanomaterials,包括这个可见光谱。

“材料由碳制成是非常稳健的”, Bao 说。 “他们在气温保持稳定接近 1,100 华氏度”。

碳太阳能电池的极端条件能力胜过常规设备能根据 Vosgueritchian 解决对更加了不起的效率的需要。 “我们相信全碳太阳能电池可能用于极其环境,例如在高温或在高实际重点”,他说。 “但是我们明显地想要可能的高效率和研究方式改进我们的设备”。

“Photovoltaics 明确地将是我们将开发到在将来功率的一个非常重要来源”, Bao 说。 “我们有很多可用的阳光。 我们一定推测某个方式使用产生我们的此自然资源”。

来源: http://www.stanford.edu

Last Update: 1. November 2012 14:29

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