(Phys.org) – Ett team av forskare med medlemmar från flera forskningsanläggningar i USA har avslöjat en ny typ av solcell baserad på enkelväggiga kolnanorör (SWCNT). I deras papper publicerad i tidskriften Nanobokstäver , teamet hävdar att de har övervunnit begränsningar med sådan teknik vilket resulterar i en solcell som är två gånger så bra på att omvandla solljus till kraft som andra SWCNT-baserade celler.
Forskare skulle vilja använda kolnanorör i solceller eftersom det skulle innebära lättare paneler, lägre kostnader och lättare att tillverka produkter. De har blivit hämmade, dock, av den begränsade mängd ström som sådana celler kan generera. I denna nya ansträngning hävdar forskargruppen att de har övervunnit begränsningarna hos tidigare generationer av SWCNT genom att lägga till fler kiraliteter till nanorören. Kiraliteter beskriver hur atomer är ordnade i sina hexagonala mönster - olika mönster tillåter absorbering av olika delar av solspektrumet. De flesta tidigare försök har använt bara en. Detta nya team har lagt till vad de kallar polykirala SWCNT:er i sina celler vilket gör det möjligt att fånga mycket mer av solspektrumet - framför allt, i det nära infraröda, som andra celler inte använder alls.
Forskarna lade också till en förmåga att kontrollera gränssnittet mellan det underliggande håltransportskiktet och det aktiva fotovoltaiska skiktet, tillåter elektron- och hålparet (excitoner) att rekombinera mer effektivt. Sammantaget tjänar de två förbättringarna till att möjliggöra både högre ström och spänning, vilket resulterar i rekordhög effektomvandlingseffektivitet. De rapporterar att The National Renewable Energy Laboratory redan har certifierat (genom att verifiera) den prestation som laget hävdar. Men laget är inte klart än. De vill förbättra energiomvandlingseffektiviteten ännu mer och kan göra det genom att testa nya material som inte används i någon annan cell.
Även om det kan ta ett tag innan en produkt görs för försäljning baserat på vad teamet har gjort, deras forskning kan få andra inom området att lägga märke till, vilket kan tänkas resultera i ett återuppvaknande av intresset för kolbaserade solceller i allmänhet – intresset har släpat efter de senaste åren när forskare började tvivla på att de kunde göra dem både användbara och lönsamma. Förhoppningsvis så, eftersom det skulle innebära billigare (och lättare) solpaneler som producerar lika mycket ström som konventionella paneler eller till och med mer – vilket kanske leder till en stor övergång från växthusgaser som släpper ut kolkraft till något mycket renare.
© 2014 Phys.org
