利用碳纳米管制造高效、廉价的太阳能电池

威斯康星大学麦迪逊分校研究人员正在研究如何用碳纳米管制造廉价、高效的太阳能电池。碳纳米管是将碳薄片卷成直径1纳米的无缝圆柱体。许多研究人员正在研究如何将纳米管应用于机械和电子领域，但材料科学与工程助理教授迈克尔·阿诺德(Michael Arnold)是最早将纳米管应用于太阳能领域的人之一。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

阿诺德说:“我们正在开发新材料和新方法，以创造欧洲杯足球竞彩可扩展、廉价、稳定和高效的光伏太阳能电池技术。”“半导体碳纳米管具有卓越的电子和光学特性，非常适合光伏发电，所以它们是一个有趣的起点。”

碳是一种储量丰富、价格低廉的元素，碳纳米管具有优异的导电性和强的光学吸收率，是一种很有前景的太阳能电池的选择。目前大多数太阳能电池使用硅，它能将吸收的10%到30%的阳光转化为电能。这是一个很好的比率，但硅电池是昂贵的。

“硅电池的成本是预先支付的，每千瓦时的成本是煤的5倍，超过20年——这对人们来说不是很有动力，”阿诺德说。他希望利用碳纳米管，以更低的成本实现与硅太阳能电池相当的效率。

阿诺德说太阳能是一种很有价值的能源，因为太阳每平方码能输出大约1000瓦的能量。如果太阳能电池的效率只有20%，那么在阳光明媚的日子里每平方码就能产生大约200瓦的电能。所以，如果将平均40平方码的房屋屋顶覆盖上太阳能电池，那么家庭的平均能源需求就会大大降低。为了对国家电网产生影响，阿诺德设想在沙漠地区建造广阔的太阳能电池领域。

“太阳能是一种可行的能源生产技术，”阿诺德说。“现在太贵了。”

为了制造新的碳纳米管太阳能电池，阿诺德和他的学生们培育出纳米管结构，然后将有用的半导体纳米管和不需要的金属纳米管分离出来。他们还根据直径来分离纳米管，直径决定了一个特定的纳米管的带隙，或者管能吸收的光的波长。某些带隙比其他带隙更适合吸收阳光。

在挑选出有用的纳米管后，研究小组将它们包裹在半导体聚合物中，使其可溶解。他们将纳米管和聚合物组合成一种溶液，这种溶液可以喷在透明的氧化铟锡涂层玻璃基片上。然后，研究人员在纳米管的顶部沉积一个电子接受半导体和一个负极，以完成整个电池。

在创造新的太阳能电池的过程中，由美国国家科学基金会(National Science Foundation)资助的阿诺德试图回答各种基础科学和欧洲杯线上买球研究问题。他正在研究纳米管在光的作用下如何产生电荷，以及不同的电子接受材料如何影响电荷分离的效率和速度。欧洲杯足球竞彩

他说:“关键问题是，我们能否理解如何处理碳纳米管以获得我们想要的形态，以及我们能否了解光如何在碳纳米管材料中产生电荷以及这些电荷如何分离?”欧洲杯足球竞彩