美研發出新型透明薄膜可用於太陽能電池板開發
發布時間:2010-11-15 來源:科技部門戶網站
太陽能薄膜的技術特征:
jumeiguowulixuejiazuzhiwangjinribaodao,meiguonengyuanbubulukehaiwenguojiashiyanshiheluosielamosiguojiashiyanshidekexuejiamenyanfachuleyizhongkexishouguangxianbingjiangqidamianjizhuanhuachengweidiannengdexinxingtoumingbomo。這種薄膜以半導體和富勒烯為原料,具有微蜂窩結構。相關研究發表在最新一期的《材料化學》雜誌上,論文稱該技術可被用於開發透明的太陽能電池板,甚至還可以用這種材料製成可以發電的窗戶。
這zhe種zhong材cai料liao由you摻chan雜za碳tan富fu勒le烯xi的de半ban導dao體ti聚ju合he物wu組zu成cheng。在zai嚴yan格ge控kong製zhi的de條tiao件jian下xia,該gai材cai料liao可ke通tong過guo自zi組zu裝zhuang方fang式shi由you一yi個ge微wei米mi尺chi度du的de六liu邊bian形xing結jie構gou展zhan開kai為wei一yi個ge數shu毫hao米mi大da小xiao布bu滿man微wei蜂feng窩wo結jie構gou的de平ping麵mian。
負責該研究的美國布魯克海文國家實驗室多功能納米材料中心的物理化學家米爾恰·卡特萊特說,雖然這種蜂窩狀薄膜的製作采用了與傳統高分子材料(如聚苯乙烯)類似的工藝,但以半導體和富勒烯為原料,並使其能夠吸收光線產生電荷這還是第一次。
據(ju)介(jie)紹(shao),該(gai)材(cai)料(liao)之(zhi)所(suo)以(yi)還(hai)能(neng)在(zai)外(wai)觀(guan)上(shang)保(bao)持(chi)透(tou)明(ming)是(shi)因(yin)為(wei)聚(ju)合(he)物(wu)鏈(lian)隻(zhi)與(yu)六(liu)邊(bian)形(xing)的(de)邊(bian)緣(yuan)緊(jin)密(mi)相(xiang)連(lian),而(er)其(qi)餘(yu)部(bu)分(fen)的(de)結(jie)構(gou)則(ze)較(jiao)為(wei)簡(jian)單(dan),以(yi)連(lian)接(jie)點(dian)為(wei)中(zhong)心(xin)向(xiang)外(wai)越(yue)來(lai)越(yue)薄(bo)。這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)具(ju)有(you)連(lian)接(jie)作(zuo)用(yong),同(tong)時(shi)具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)吸(xi)收(shou)光(guang)線(xian)的(de)能(neng)力(li),也(ye)有(you)利(li)於(yu)傳(chuan)導(dao)電(dian)流(liu),而(er)其(qi)他(ta)部(bu)分(fen)相(xiang)對(dui)較(jiao)薄(bo)也(ye)更(geng)為(wei)透(tou)明(ming),主(zhu)要(yao)起(qi)透(tou)光(guang)的(de)作(zuo)用(yong)。
研究人員通過一種十分獨特的方式來編織這種蜂窩狀薄膜:首(shou)先(xian)在(zai)包(bao)含(han)聚(ju)合(he)物(wu)以(yi)及(ji)富(fu)勒(le)烯(xi)在(zai)內(nei)的(de)溶(rong)液(ye)中(zhong)加(jia)入(ru)一(yi)層(ceng)極(ji)薄(bo)的(de)微(wei)米(mi)尺(chi)度(du)的(de)小(xiao)水(shui)滴(di)。這(zhe)些(xie)水(shui)滴(di)在(zai)接(jie)觸(chu)到(dao)聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液(ye)後(hou)就(jiu)會(hui)自(zi)組(zu)裝(zhuang)成(cheng)大(da)型(xing)陣(zhen)列(lie),而(er)當(dang)溶(rong)劑(ji)完(wan)全(quan)蒸(zheng)發(fa)後(hou),就(jiu)會(hui)形(xing)成(cheng)一(yi)塊(kuai)大(da)麵(mian)積(ji)的(de)六(liu)邊(bian)形(xing)蜂(feng)窩(wo)狀(zhuang)平(ping)麵(mian)。此(ci)外(wai),研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)發(fa)現(xian)聚(ju)合(he)物(wu)的(de)形(xing)成(cheng)與(yu)溶(rong)劑(ji)的(de)蒸(zheng)發(fa)速(su)度(du)緊(jin)密(mi)相(xiang)關(guan),這(zhe)相(xiang)應(ying)地(di)又(you)會(hui)決(jue)定(ding)最(zui)終(zhong)材(cai)料(liao)的(de)電(dian)荷(he)傳(chuan)輸(shu)速(su)度(du)。溶(rong)劑(ji)蒸(zheng)發(fa)得(de)越(yue)慢(man),聚(ju)合(he)物(wu)的(de)結(jie)構(gou)就(jiu)越(yue)緊(jin)湊(cou),電(dian)荷(he)傳(chuan)輸(shu)速(su)度(du)也(ye)就(jiu)越(yue)快(kuai)。
“這是一種成本低廉而效益顯著的製備方法,很有潛力從實驗室應用到大規模商業化生產之中。”卡特萊特說。
通過掃描探針式電子顯微鏡和熒光共焦掃描顯微鏡,研究人員證實了新材料蜂窩結構的均勻性,並對其不同部位(邊緣、中心、節點)的光學性質和電荷產生情況進行了測試。
卡特萊特表示:“我wo們men的de工gong作zuo讓rang人ren們men對dui蜂feng窩wo結jie構gou的de光guang學xue特te征zheng有you了le更geng深shen的de了le解jie。下xia一yi步bu我wo們men計ji劃hua將jiang這zhe種zhong材cai料liao應ying用yong於yu透tou明ming且qie可ke卷juan曲qu的de柔rou性xing太tai陽yang能neng電dian池chi以yi及ji其qi他ta設she備bei的de製zhi造zao當dang中zhong,以yi推tui動dong這zhe種zhong蜂feng窩wo薄bo膜mo盡jin快kuai進jin入ru實shi用yong階jie段duan。”
- 把光轉化成電、可以傳導電流
- 原料為半導體和富勒烯,具微蜂窩結構
- 質地為透明狀
- 應用於開發透明的太陽能電池板
- 適用於發電的窗戶
jumeiguowulixuejiazuzhiwangjinribaodao,meiguonengyuanbubulukehaiwenguojiashiyanshiheluosielamosiguojiashiyanshidekexuejiamenyanfachuleyizhongkexishouguangxianbingjiangqidamianjizhuanhuachengweidiannengdexinxingtoumingbomo。這種薄膜以半導體和富勒烯為原料,具有微蜂窩結構。相關研究發表在最新一期的《材料化學》雜誌上,論文稱該技術可被用於開發透明的太陽能電池板,甚至還可以用這種材料製成可以發電的窗戶。
這zhe種zhong材cai料liao由you摻chan雜za碳tan富fu勒le烯xi的de半ban導dao體ti聚ju合he物wu組zu成cheng。在zai嚴yan格ge控kong製zhi的de條tiao件jian下xia,該gai材cai料liao可ke通tong過guo自zi組zu裝zhuang方fang式shi由you一yi個ge微wei米mi尺chi度du的de六liu邊bian形xing結jie構gou展zhan開kai為wei一yi個ge數shu毫hao米mi大da小xiao布bu滿man微wei蜂feng窩wo結jie構gou的de平ping麵mian。
負責該研究的美國布魯克海文國家實驗室多功能納米材料中心的物理化學家米爾恰·卡特萊特說,雖然這種蜂窩狀薄膜的製作采用了與傳統高分子材料(如聚苯乙烯)類似的工藝,但以半導體和富勒烯為原料,並使其能夠吸收光線產生電荷這還是第一次。
據(ju)介(jie)紹(shao),該(gai)材(cai)料(liao)之(zhi)所(suo)以(yi)還(hai)能(neng)在(zai)外(wai)觀(guan)上(shang)保(bao)持(chi)透(tou)明(ming)是(shi)因(yin)為(wei)聚(ju)合(he)物(wu)鏈(lian)隻(zhi)與(yu)六(liu)邊(bian)形(xing)的(de)邊(bian)緣(yuan)緊(jin)密(mi)相(xiang)連(lian),而(er)其(qi)餘(yu)部(bu)分(fen)的(de)結(jie)構(gou)則(ze)較(jiao)為(wei)簡(jian)單(dan),以(yi)連(lian)接(jie)點(dian)為(wei)中(zhong)心(xin)向(xiang)外(wai)越(yue)來(lai)越(yue)薄(bo)。這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)具(ju)有(you)連(lian)接(jie)作(zuo)用(yong),同(tong)時(shi)具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)吸(xi)收(shou)光(guang)線(xian)的(de)能(neng)力(li),也(ye)有(you)利(li)於(yu)傳(chuan)導(dao)電(dian)流(liu),而(er)其(qi)他(ta)部(bu)分(fen)相(xiang)對(dui)較(jiao)薄(bo)也(ye)更(geng)為(wei)透(tou)明(ming),主(zhu)要(yao)起(qi)透(tou)光(guang)的(de)作(zuo)用(yong)。
研究人員通過一種十分獨特的方式來編織這種蜂窩狀薄膜:首(shou)先(xian)在(zai)包(bao)含(han)聚(ju)合(he)物(wu)以(yi)及(ji)富(fu)勒(le)烯(xi)在(zai)內(nei)的(de)溶(rong)液(ye)中(zhong)加(jia)入(ru)一(yi)層(ceng)極(ji)薄(bo)的(de)微(wei)米(mi)尺(chi)度(du)的(de)小(xiao)水(shui)滴(di)。這(zhe)些(xie)水(shui)滴(di)在(zai)接(jie)觸(chu)到(dao)聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液(ye)後(hou)就(jiu)會(hui)自(zi)組(zu)裝(zhuang)成(cheng)大(da)型(xing)陣(zhen)列(lie),而(er)當(dang)溶(rong)劑(ji)完(wan)全(quan)蒸(zheng)發(fa)後(hou),就(jiu)會(hui)形(xing)成(cheng)一(yi)塊(kuai)大(da)麵(mian)積(ji)的(de)六(liu)邊(bian)形(xing)蜂(feng)窩(wo)狀(zhuang)平(ping)麵(mian)。此(ci)外(wai),研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)發(fa)現(xian)聚(ju)合(he)物(wu)的(de)形(xing)成(cheng)與(yu)溶(rong)劑(ji)的(de)蒸(zheng)發(fa)速(su)度(du)緊(jin)密(mi)相(xiang)關(guan),這(zhe)相(xiang)應(ying)地(di)又(you)會(hui)決(jue)定(ding)最(zui)終(zhong)材(cai)料(liao)的(de)電(dian)荷(he)傳(chuan)輸(shu)速(su)度(du)。溶(rong)劑(ji)蒸(zheng)發(fa)得(de)越(yue)慢(man),聚(ju)合(he)物(wu)的(de)結(jie)構(gou)就(jiu)越(yue)緊(jin)湊(cou),電(dian)荷(he)傳(chuan)輸(shu)速(su)度(du)也(ye)就(jiu)越(yue)快(kuai)。
“這是一種成本低廉而效益顯著的製備方法,很有潛力從實驗室應用到大規模商業化生產之中。”卡特萊特說。
通過掃描探針式電子顯微鏡和熒光共焦掃描顯微鏡,研究人員證實了新材料蜂窩結構的均勻性,並對其不同部位(邊緣、中心、節點)的光學性質和電荷產生情況進行了測試。
卡特萊特表示:“我wo們men的de工gong作zuo讓rang人ren們men對dui蜂feng窩wo結jie構gou的de光guang學xue特te征zheng有you了le更geng深shen的de了le解jie。下xia一yi步bu我wo們men計ji劃hua將jiang這zhe種zhong材cai料liao應ying用yong於yu透tou明ming且qie可ke卷juan曲qu的de柔rou性xing太tai陽yang能neng電dian池chi以yi及ji其qi他ta設she備bei的de製zhi造zao當dang中zhong,以yi推tui動dong這zhe種zhong蜂feng窩wo薄bo膜mo盡jin快kuai進jin入ru實shi用yong階jie段duan。”
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