Ultra delgado y flexible para las células solares de silicio

Investigadores de la Universidad de stanford están trabajando en la creación de dispositivos de celdas, que permitan minimizar los costos de producción solar фотопреобразователей. La dirección de sus estudios, el aumento de la eficiencia finas de las celdas a través de la formación de la superficie de nanoestructuras, que se comportan como molecular de un espejo de baño.

"Queremos que la luz pasaba más tiempo dentro de la celda solar", dijo el profesor de ciencia de los materiales e ingeniería y coautor de la revisión de un artículo en la revista Nature Materials mark Бронгерсма (Mark Brongersma).

Бронгерсма y sus dos colegas, profesor asociado del departamento de ciencia de los materiales Yai tsui (Yi Cui) y el profesor de ingeniería eléctrica de la Шанху Fan (Shanhui Fan) estudiaron ciento nueve de los últimos trabajos de investigación de todo el mundo. Los interesado en la forma en que los diferentes investigadores están tratando de maximizar los enfrentamientos entre los fotones y los electrones en los más posible delgadas capas de material fotovoltaico. El objetivo consistía en identificar las tendencias y mejores prácticas de la solución, que pueden dar lugar a nuevos desarrollos en la industria.

La energía solar puede ser recogida cuando los fotones de luz chocan con los electrones de material fotovoltaico y liberan. Navegando por el cristal, los electrones libres forman una corriente eléctrica.

Modernos paneles solares muy sutil. Se componen de capas de фотоматериала, principalmente de silicio de espesor en promedio, 150 y 300 µm, lo que corresponde a un espesor de dos a tres el cabello humano.

Reduciendo el espesor de las celdas ingenieros se ven obligados a crear nuevos nanoescala filtros y trampas para asegurarse de que los fotones no пролетят a través de un elemento sutil, no liberando electrones.

"Se presta mucha atención a cómo los principios de la fotónica controlar luces de las ondas de la manera más eficaz, — habla de Fans. — En el mundo, posiblemente, cientos de grupos trabajando en ello".

Al tratar de establecer nanoestructurados, con éxito улавливающие la luz, los investigadores se enfrentan con un gran número de dificultades. La luz solar se compone de diferentes colores, que nos presenta un arco iris, el resultado de la fisión de la luz de las gotitas de humedad atmosférica. La creación de nanoestructuras para la retención de los fotones de diferentes colores — uno de los ejes de la investigación.

A pesar de las dificultades, los científicos han logrado éxitos. "Hemos visto sistemas que usan la centésima parte fotovoltaica de materiales modernos solares para obtener el 60-70% de su energía eléctrica", dice Бронгерсма.

El más común de esta fotoeléctrico material, como una forma de silicio, cercana a la que se utiliza en el ordenador de los chips. Su costo dura entre 10 y 20% en el costo de celdas solares. Por lo tanto, la reducción de estos costos en 100 veces va a tener un notable efecto en la eficiencia económica de la producción de energía solar.



La reducción de los costos de los materiales, sólo una parte de los beneficios de la implantación de extrafina de la tecnología solar. Otra de la ventaja de la flexibilidad. Por el grosor de la capa de silicio modernos paneles solares deben ser duros para guardar la red cristalina y no interrumpir el flujo de electrones. "Con un espesor de 10 µm de silicio posee un alto grado de mecánica de la flexibilidad", explica tsui, centrándose en tamaño de menos de una décima parte del espesor de la fotovoltaica de capa modernos paneles solares. Cuando un espesor de material se puede cortar con tijeras comunes.

El silicio tiras, desarrollada en stanford, utilizan fotónicos trampas, a los que se hace referencia en el artículo en Nature Materials. Según tsui, su eficiencia de conversión de la luz en energía se aproxima a la eficacia de duro de silicio modernos paneles solares.

Facepla.net por los materiales del SiS





Fuente: facepla.net