Solar-Photovoltaik, bald Regenbogen Himmel Zellen 30 Prozent Ausbeute?


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Die Photovoltaik ist sehr weit von nun profitabel zu sein, nur eine subventionniste Politik gibt die Illusion, dass es ist. Das Potential zur Korrektur vor allem in Bezug auf Energieeffizienz ist wichtig. Ein Beispiel für Forschung nimmt, diese Tests zu verbessern ... aber zu welchem ​​Preis?

"An der University of Notre Dame, Indiana, hat eine Forschergruppe unter Leitung von Dr. Prashant V. Kamat Photovoltaikzellen entwickelt, indem Quantenpunkt-Halbleiter unterschiedlicher Größe und Nanoröhren aus TiO2 anstelle von herkömmlich verwendeten Halbleitern kombiniert wurden. Dadurch werden sie viel effektiver. Die vom Department of Energy Office of Basic Energy Sciences unterstützte Studie wird im Journal der American Chemical Society veröffentlicht.

Die Wissenschaftler nutzen diese Quantenpunkte Cadmiumselenid (CdSe) Halbleiter eher als andere Materialien, weil sie den einzigartigen Vorteil zu absorbieren bestimmte Wellenlängen des Lichts haben, abhängig von ihrer Größe: kleiner Quantenpunkte die Go absorbieren kürzeren Wellenlängen absorbieren die größte länger. Durch mehrere Arten von Quantenpunkten CdSe kombiniert, so Forscher empfindlichen Zellen zu schaffen, die mehr Lichtspektrum absorbieren, und sind somit effektiver. Das Team arrangiert diese Quantenpunkte auf der Oberfläche geordneten Muster eines Nanometers dicken Film, und haben es in Titandioxid-Nanoröhrchen (TiO2) eingebaut. Quantenpunkte absorbieren Photonen und Elektronen zu erzeugen, die von den Nanoröhrchen dann transportiert werden und von einer Elektrode gesammelt, wodurch der Photostrom zu erzeugen.

Neben der Absorption bestimmter Wellenlängen stellten die Forscher fest, dass die Größe der Quantenpunkte die Leistung beeinflusst, indem sie mit vier Arten dieser Nanopartikel (zwischen 2,3 und 3,7 nm Durchmesser) experimentieren Absorptionsspitzen bei Wellenlängen zwischen 505 und 580 nm). Die kleineren Quantenpunkte können Photonen schneller in Elektronen umwandeln, während die größeren Quantenpunkte einen größeren Prozentsatz an Photonen absorbieren. Die Quantenpunkte mit 3nm Durchmesser bieten den besten Kompromiss. Nach der Entwicklung der ersten Photovoltaikzelle, die aus verschiedenen Arten von Quantenpunkten besteht, planen die Forscher für die nächsten Forschungsschritte, Zellen "Regenbogen" zu schaffen, indem Schichten von Quantenpunkten entsprechend ihrer Größe übereinander gelegt werden der äußeren Schicht absorbieren die kleineren das Blau, und das rote Licht (längere Wellenlänge) durchdringt diese Schicht, um die innere Schicht zu erreichen, die aus den größten Quantenpunkten besteht, die das Rot absorbieren, wodurch ein Gradient von erzeugt wird 'Regenbogen'-Absorption, während die Auswirkungen der schnellen Umwandlung kleiner Quantenpunkte und der großen Absorptionsraten von Quantenpunkten breiter sind.

Gegenwärtige photosensitive Siliziumzellen haben einen Wirkungsgrad von 15 bis 20%, der Rest geht in Wärme verloren. Kamat erwartet mit diesen neuen Arten von "Regenbogen" -Photovoltaikzellen einen höheren Wirkungsgrad, der 30% leicht überschreiten könnte. "

Quelle: BE von Adit

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