鉅大LARGE | 點擊量:1255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。
在納米線內部,入射的太陽光可以轉換成電能。目前,這些納米級太陽能電池已經達到了高達15%的效率。作為對比:商業上可獲得的光伏系統目前約為20%。根據研究者們說法,由納米線制成的太陽能電池具有以下幾個優點:“至少在某種程度上,由缺陷引起的問題可以在這里處理,”物理學家說。因為在普通的半導體材料中,晶體結構往往并不完美,存在缺陷,所謂的缺陷會降低效率。
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致實驗室中相對簡單的納米線生長。“這是一種自組織的晶體生長現象,”Salditt解釋道。納米線的另一個優點是:光不僅可以來自太陽能電池的頂部,還可以來自側面。“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步。然而,它們的功能特性并不是眾所周知,“Salditt說。納米線的結構如何影響其功能以及在將光轉換為電能時其行為如何,物理學家現在想要在實驗中找到。
然而,對于這些實驗,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。”“即使是階躍觸發的聲音或實驗大廳中的正常工作也會影響我們的實驗。”除其他外,研究人員希望提供改進的振動阻尼,以便密切關注納米線。他們通過結合X射線反射鏡和特殊X射線透鏡開發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構。
研究小組還利用熒光技術研究納米線的性質。如果用X射線照射納米線,則電子在其內部接收額外的能量。然而,在短時間之后,顆粒恢復到其原始能量狀態并發射電磁輻射。這些評估研究人員,從而獲得有關納米線化學成分的有價值的信息。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構變化。
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