Aumentando a percentagem de frequências solares

Pesquisadores criam electricidade através de energia fotovoltaica deseja converter o maior número de comprimentos de onda do sol quanto possível para alcançar a máxima eficiência. Caso contrário, eles estão comendo apenas uma pe ondena parte de um pato abatido, desperdiçando tempo e dinheiro usando apenas um pe ondeno pedaço de energias onde chegam do sol.

Por esta razão, eles vêem o índio nitreto de gálio como um material valioso futuro para os sistemas fotovoltaicos. Alterando a concentração de índio permite onde os investigadores para ajustar a resposta do material de modo onde recolhe a energia solar de uma variedade de comprimentos de onda. As variações mais projetados para o sistema, mais do espectro solar pode ser absorvida, levando a aumento da eficiência de células solares. Silício, o padrão atual da indústria fotovoltaica, é limitado na faixa de comprimento de onda onde pode “ver” e absorver.

Mas há um problema: Indium nitreto de gálio, parte de uma família de materiais chamados III-nitretos, é tipicamente cultivadas em filmes finos de nitreto de gálio. Por onde as camadas de nitreto de gálio atómicas têm espaçamentos cristalinas diferentes treliça a partir de camadas de nitreto de índio, gálio atómicas, a incompatibilidade conduz a estirpe estrutural onde limita tanto a espessura da camada e percentagem de índio onde podem ser adicionados. Assim, o aumento da percentagem de índio agregado alarga o espectro solar onde podem ser recolhidas, mas reduz a capacidade do material para tolerar a tensão.

Sandia National Laboratories cientistas Jonathan Wierer Jr. e George Wang relatado no jornal Nanotechnology onde, se a mistura de índio é cultivada em uma falange de nanofios em vez de uma superfície plana, as áreas de superfície pe ondenas dos nanofios permitir onde o índio camada reservatório para parcialmente ” relaxar “ao longo de cada fio, facilitando a tensão. Esta flexibilização permitiu onde a equipe para criar uma célula solar aopercentagens de nanofios de índio de aproximadamente 33 por cento, maior do onde qual onder outra tentativa relatada a criação de nitreto III- células solares .

Esta tentativa inicial também diminuiu a energia de base de absorção de 2.4eV para 2,1 eV, o menor de qual onder célula III nitreto-solar até à data, e fez uma ampla gama de comprimentos de onda disponíveis para conversão de energia. Eficiência de conversão de energia foram baixos – apenas 0,3 por cento em comparação aouma célula padrão comercial onde cantarola junto a cerca de 15 por cento -, mas a manifestação ocorreu em imperfeitos nanofio de matriz-modelos. Refinamentos devem levar a uma maior eficiência e energias ainda mais baixos.

Várias técnicas originais foram utilizados para criar o nitreto III-célula matriz nanofio solar. Um processo de fabricação de cima para baixo foi utilizado para criar a matriz nanofio mascarando uma camada de nitreto de gálio (GaN) aouma máscara de sílica coloidal, seguido por condicionamento secos e molhados. A matriz resultante consistia de nanofios aoparedes laterais verticais e de altura uniforme.

Em seguida, as camadas de conchas onde contêm a maior percentagem de índio de índio nitreto de gálio (InGaN) foram formados no modelo de nanofio GaN através de metal de deposição de vapor químico orgânico. Por último, In0.02Ga0.98N foi cultivado, de tal maneira onde fez ao onde os nanofios à coalescência. Este processo produziu uma camada de velame na parte superior, facilitando o processamento planar simples e tornando a tecnologia fabricável.

Os resultados, diz Wierer, embora modesto, representa um caminho promissor para III nitreto de pesquisa aocélulas solares. O nano-arquitectura não só permite maior índio proporção nas camadas InGaN mas também a absorção aumentada por intermédio da dispersão de luz na camada facetada InGaN velame, bem como de vazios de ar onde a luz guia dentro da matriz nanofio.

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