2008年11月25日
你永远不知道基础研究可能导致。几十年来材料科学家一直在欧洲杯足球竞彩研究一种称为gyroid corkscrew-like聚合物结构。现在一个国际研究小组的研究表明,gyroid结构可以使用“自组装”低成本光伏电池。
与两种聚合物自组装太阳能电池开始形成一个“gyroid”形状,另填写它周围的空间。内部聚合物溶解去创建一个模具,充满了导体的电子。外层聚合物然后燃烧,售票员涂上一种光敏染料,最后周围的空间充满了导体的积极的“漏洞”。A solar reaction takes place at all the interfaces throughout the material, and the interlocking gyroid structure efficiently carries away the current. Provided/Wiesner Lab
这个想法可能会导致更多的经济的太阳能收集器和更高效的燃料电池。
原型是一个变异Graetzel太阳能电池,它使用一个有机染料夹在两导线之间。形成导体为一个联锁螺旋允许运出电流效率。团队的第一个细胞,在薄膜400纳米厚,转换效率从0.7到1.7%——低于硅光电池,但“神奇”这样的薄膜,乌尔里希威斯纳说,斯宾塞·t·奥林。材料科学与工程教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球康奈尔大学。
“下一步是让它厚”所以更多的落在它上面的光可以捕捉到,他说。“我们希望我们将最终获得竞争对手的硅设备效率。”Currently available silicon-based solar cells convert about 15 percent of the energy of the light falling on them to electricity, although some new designs promise higher efficiencies.
工作由威斯纳和科学家在英国剑桥大学和牛津大学,德国弗莱堡先进的研究所,研究所居里在法国和明尼苏达大学,明尼阿波利斯,在线版的《纳米快报》中描述,将出现在即将推出的打印问题。
gyroid是四种已知结构可以在纳米尺度上使用嵌段共聚物自组装。聚合物是由有机分子链在一起形成一个固体或半固体材料。一块丙烯是由加入两个分子末端,因此当他们连锁在一起,形成一个纳米级的模式重复的几何形状,飞机、球体、圆柱体或扭曲的攀登gyroid——而另一个填补之间的空间。
几年前威斯纳的团队表明,嵌段共聚物的结构可以使聚合物中只有一个是导体互连的离子(带电原子)和gyroid结构是最有效的指挥。
使用这种太阳能电池的效率研究人员组装共聚物gyroid电影,然后消失的螺旋结构的一部分,留下了一个螺旋状模具,他们充满了氧化钛。加热然后燃烧掉其他聚合物部分和氧化钛结晶成固体结构,进行电子。这是涂有感光染料,最后它周围的空间充满了材料,进行“洞”(正电荷)。
光照射时染料它敲松电子,流入氧化钛框架,而留下的孔流入另一个导体。电极上方和下方的电影带产生的电流。
太阳能电池的秘密,威斯纳解释说,是电子空穴对必须找到两个导体之间的界面在10纳米(约30个原子的宽度),这样他们就可以单独和流动,或他们将重组。
“这就是为什么嵌段共聚物是激动人心的,”威斯纳说,“因为这是分离的两个街区的特征长度规模。”
实验被完成在剑桥而威斯纳在休假。玛莲Kamperman,研究生在威斯纳集团,康奈尔大学的设施使用高能x射线衍射研究同步源(象棋)和解释透射电子显微镜图像显示设备有预测gyroid结构。
这项研究是由美国国家科学基金会支持,美国能源部,工程和物理科学研究委员会的英国,英国皇欧洲杯线上买球家学会和利华休姆信托赞助。