Fotonaponske nanoljuske hvataju svetlost za efikasnije solarne ćelije

09.02.2012. | Gizmag

Za one koji nisu upoznati sa pojmom, "galerija šaptaja" je okrugla soba projektovana na takav način da se zvuk prenosi oko njenog oboda, što omogućava osobi koja stoji na jednoj strani da čuje reči koje su šapatom izgovorene od strane druge osobe koja stoji na drugoj strani.

Sada, naučnici sa Univerziteta Stanford (Stanford University) su razvili novi tip fotonaponskih materijala, koji u suštini rade sa sunčevom svetlošću ono što soba šaptaja radi sa zvukom. Ne samo da materijal ima strukturu koja cirkuliše ulaznom svetlošću, već on može dovesti do jeftinijih, manje krhkih, solarnih panela koji su manje osetljivi na ugao postavke.


Slika elektronskog mikroskopa (SEM - scanning electron microscope) koja prikazuje jedan sloj ljuski nanokristalnog silicijuma. Šuplja struktura ljuski poboljšava apsorbciju svetlosti uz smanjenje troškova i težine uređaja

Novi materijal se sastoji od sitnih šupljih sfera, napravljenih od nanokristalnog silicijuma. Dok nanokristalni silicijum ima dobru električnu efikasnost i može da izdrži štetne efekte sunca, on nije naročito dobar u apsorbciji svetlosti - u prethodnim pokušajim da se koristi za fotonaponske materijale, on je morao da bude gusto slojevit, što je rezultiralo dužim proizvodnim vremenom. Tu su sfere - poznate kako nanoljuske - ušle u igru.

Da bi napravili nanoljuske, naučnisi su presvukli pojedinačne lopte silicijuma sa silikonom, zatim su koristili florovodoničnu kiselinu da odstrani silikon iz centra. Ovo je rezultiralo sa šupljim, transparentnim, nanoljuskama.

Kada sunčeva svetlost uđe u jednu od njih, umesto da prolazi pravo kroz njih, ona biva zarobljena i cirkuliše nekoliko puta unutar nanoljuski. Ovo je dobra stvar, jer što više svetlosti ostane u kontaktu sa nanokristalnim silicijumom, više energije materijal može da apsorbuje.

U poređenju sa ravnim slojem silicijuma, sloj nanoljuski pokazao je "znatno veću apsorbciju preko šireg spektra svetlosti". Kada su nanoljuske potom naslagane u tri sloja, to je poboljšalo prihvat pojedinih, važnih, opsega sunčevog spektra za do 75 posto.


Ova slika iz kompjuterske simulacije pokazuje kako talasi svetlosti (crvena/narandžasta, putujući od vrha slike do dna) udara sloj nanoljuski i kako svetlost odjekuje unutar ljuskaste strukture (crvena boja)

Ne samo da su efikasnije od nanokristalnog silicijumskog filma, već se oni lakše i prave. Prema članu istraživačkog tima Jan Jaoa: "Ravni sloj filma, debljine mikrona, čvrstog nanokristalnog silicijuma apsorbicija svetlosti može potrajati nekoliko sati, dok nanoljuske postižu sličnu apsorbciju za samo nekoliko minuta." Oni takođe zahtevaju samo jednu dvadesetinu količinu materijala, što se prenosi u jednu dvadesetnu cene i težine, takođe. Ovaj podatak bi mogao biti od posebnog značaja ako se tehnologija koristi sa drugim, ređim supstancama, kao što su indijum ili telur.

Pored toga, na efikasnost nanoljuski ne utiče preterano njihov ugao sa Suncem, tako da se oni mogu koristiti na mestima gde optimalan ugao nije uvek moguć. Konačno, slojevi njih su dovoljno tanki da mogu da podneseu uvrtanje i savijanje, tako da verovatno mogu biti ugrađene u stvari kao što su jedra ili odeća.

Istraživački rad je nedavno objavljen u magazinu Nature Communications.

Linkovi:

Linkovi:

Komentari: 0

Vezane kategorije


TEKSTOVI /iz kategorije/


Anketa

Kojom vrstom toplotne izolacije je izolovan vaš stan/kuća?
Goran 10.07.2019.
Kada ce da se uradi put Sremska gazela u Do...
Dragana Tošić 27.06.2019.
Poštovani, molim Vas za kontakt firme u S...
Darko 13.05.2019.
Gondola? Zbogom Kalemegdanu u UNESCO kultur...
TikiCar 25.04.2019.
Spominje se povezivanje NBG sa Rakovicom, a...
veselnik 13.04.2019.
"Služba za urbanizam koja će okupiti 10 str...