鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1264次 | 2019年01月14日
用于太陽能電池的納米線
納米線比人類頭發(fā)稀薄約一千甚至一萬倍,并且與其他固體相比具有全新的物理特性。今天的研究人員使用各種材料制造納米線,包括半導(dǎo)體材料。對于太陽能電池這種納米線是合適的:這里有最微小的線,一個(gè)直徑為幾百納米和大約一微米的長度,上一小列硅表面。
在納米線內(nèi)部,入射的太陽光可以轉(zhuǎn)換成電能。目前,這些納米級太陽能電池已經(jīng)達(dá)到了高達(dá)15%的效率。作為對比:商業(yè)上可獲得的光伏系統(tǒng)目前約為20%。根據(jù)研究者們說法,由納米線制成的太陽能電池具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):“至少在某種程度上,由缺陷引起的問題可以在這里處理,”物理學(xué)家說。因?yàn)樵谄胀ǖ陌雽?dǎo)體材料中,晶體結(jié)構(gòu)往往并不完美,存在缺陷,所謂的缺陷會(huì)降低效率。
此外,納米線自身生長到一定程度。所需材料在合適的基底上的氣相沉積導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室中相對簡單的納米線生長?!斑@是一種自組織的晶體生長現(xiàn)象,”Salditt解釋道。納米線的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是:光不僅可以來自太陽能電池的頂部,還可以來自側(cè)面。“與目前使用的太陽能電池相比,您可以獲得相同的效率和更少的材料,”Salditt解釋道。
“在過去十年中,制造納米線的完善取得了巨大進(jìn)步。然而,它們的功能特性并不是眾所周知,“Salditt說。納米線的結(jié)構(gòu)如何影響其功能以及在將光轉(zhuǎn)換為電能時(shí)其行為如何,物理學(xué)家現(xiàn)在想要在實(shí)驗(yàn)中找到。
然而,對于這些實(shí)驗(yàn),它需要絕對休息。奧斯特霍夫說:“大到10到20納米,一切都在搖擺不定?!薄凹词故请A躍觸發(fā)的聲音或?qū)嶒?yàn)大廳中的正常工作也會(huì)影響我們的實(shí)驗(yàn)?!背渌猓芯咳藛T希望提供改進(jìn)的振動(dòng)阻尼,以便密切關(guān)注納米線。他們通過結(jié)合X射線反射鏡和特殊X射線透鏡開發(fā)的聚焦方法不僅適用于未來的納米線,也適用于其他微小結(jié)構(gòu)。
研究小組還利用熒光技術(shù)研究納米線的性質(zhì)。如果用X射線照射納米線,則電子在其內(nèi)部接收額外的能量。然而,在短時(shí)間之后,顆粒恢復(fù)到其原始能量狀態(tài)并發(fā)射電磁輻射。這些評估研究人員,從而獲得有關(guān)納米線化學(xué)成分的有價(jià)值的信息。另外,通過在X射線測量期間在線中施加電壓或電流來觀察納米線中的結(jié)構(gòu)變化。