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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

研究員製造功能太陽能電池由碳 Nanomaterials 製成

Published on November 1, 2012 at 7:48 AM

斯坦福大學科學家建立了第一太陽能電池完全地由碳,對在光致電壓的設備今天用於的消耗大的材料的有為的替代製成。 結果在納諾這個的日記帳 ACS 的今天在線編輯被發布。

Bao 組的全碳太陽能電池包括一塊 photoactive 層,吸收陽光,將夾在中間在二個電極之間。 (標記 Shwartz)

「碳有潛在提供高性能在低成本」,教授說研究高級作者 Zhenan Bao,在斯坦福的化學工程。 「就我們所知,這是有所有要素由碳製成運作的太陽能電池的第一演示。 在我們的實驗室完成的以前的工作的此研究編譯」。

不同於嚴格的裝飾許多屋頂的硅太陽電池板,斯坦福的薄膜還原由可以是上漆的從解決方法的碳材料製成。 「我們可以或許在將來查看靈活的碳太陽能電池是上漆的在大廈表面的替代市場,在視窗或在發電的汽車」, Bao 說。

塗層技術也有潛在減少製造成本,說斯坦福研究生邁克爾 Vosgueritchian,研究的共同線索作者與博士後 Marc Ramuz 的。

「處理基於硅的太陽能電池要求很多步驟」, Vosgueritchian 解釋了。 「但是我們的整個設備可以被建立使用不要求消耗大的工具和設備的簡單的塗層方法」。

碳 nanomaterials

Bao 組的實驗太陽能電池包括一塊 photoactive 層,吸收陽光,將夾在中間在二個電極之間。 在典型的薄膜太陽能電池,電極由導電性金屬和銦罐子氧化物製成 (ITO)。 「像銦的材料是缺乏的,并且變得消耗大作為對太陽能電池、觸摸屏面板和其他電子設備的需求增長」, Bao 說。 「碳,另一方面,是低成本和地球豐富的」。

对這個研究, Bao 和她的同事用 - 的 graphene 濃厚是一個原子 - 碳的頁和單一被圍住的碳 nanotubes 替換用於比人髮 10,000 次縮小的常規電極和 ITO 的銀。 「碳 nanotubes 有非常電導率,并且輕吸收屬性」, Bao 說。

对有效的層,科學家使用了材料由碳 nanotubes 和 「buckyballs」 - 足球球形的碳分子製成直徑的一毫微米。 研究小組最近歸檔整個設備的一個專利。

「在我們的太陽能電池的每個要素,從頂向下,由碳材料製成」, Vosgueritchian 說。 「其他組報告做全碳太陽能電池,但是他們在這個中間名,不是電極是指有效的層」。

全碳還原的一個缺點是它主要吸收光近紅外波長,造成實驗室效率少於 1% - 低於商業可用的太陽能電池。 「我們明顯地有在效率的一段路要走」, Bao 說。 「但是與更好的材料和请改善處理技術,我們預計這張效率相當顯著將上升」。

改進效率

斯坦福小組查看各種各樣的方式改進效率。 「坎坷可能短路設備,并且使它難收集當前」, Bao 說。 「我們必須推測如何使每塊層非常平穩通過實際堆積 nanomaterials 湧出」。

研究員也試驗可能吸收在各種各樣的波長的更多光的碳 nanomaterials,包括這個可見光譜。

「材料由碳製成是非常穩健的」, Bao 說。 「他們在氣溫保持穩定接近 1,100 華氏度」。

碳太陽能電池的極端條件能力勝過常規設備能根據 Vosgueritchian 解決對更加了不起的效率的需要。 「我們相信全碳太陽能電池可能用於極其環境,例如在高溫或在高實際重點」,他說。 「但是我們明顯地想要可能的高效率和研究方式改進我們的設備」。

「Photovoltaics 明確地將是我們將開發到在將來功率的一個非常重要來源」, Bao 說。 「我們有很多可用的陽光。 我們一定推測某個方式使用產生我們的此自然資源」。

來源: http://www.stanford.edu

Last Update: 1. November 2012 14:29

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