• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Nanowire -matriser kan förbättra solceller

    Ny forskning från LLNL -forskare visar att solcellens effektivitet kan förbättras genom att använda metallnanotrådnät som ger hög transmissivitet och hög elektrisk anslutning. Upphovsman:Creative Commons

    Transparenta elektroder är en kritisk komponent i solceller och elektroniska displayer. För att samla el i en solcell eller injicera elektricitet för en display, du behöver en ledande kontakt, som en metall, men du måste också kunna släppa in ljus (för solceller) eller ut (för displayer).

    Metall är ogenomskinlig, så de nuvarande teknikerna använder metalloxider, oftast indiumtennoxid-en nära kritisk sällsynt jordartsmetall-som den ledande kontakten. Eftersom tillgången på denna sällsynta jordartsmetall är begränsad, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskare har vänt sig till beställda metallnanotrådnät som ger hög transmissivitet (på grund av nanotrådarnas små diametrar), hög elektrisk anslutning (på grund av de många kontaktpunkterna i nätet) och använd mer vanliga element. Forskningen visas i tidskriften Mjuk materia .

    Nanotrådsarrayerna har också applikationer för optiska metamaterial - kompositmaterial som vanligtvis är gjorda av metaller och dielektriska material - som har unika optiska egenskaper som inte finns i naturen. Till exempel, alla naturligt förekommande material har ett positivt brytningsindex. Men metamaterial kan utformas för att ha ett negativt brytningsindex, vilket innebär att ljus som passerar genom detta material skulle gå i motsatt riktning från vad man normalt skulle se, och kan skapa strukturer som cloaking -enheter och perfekta linser.

    Eftersom strukturen hos optiska metamaterial måste vara mindre än våglängden vid vilken de fungerar, för att tillverka optiska metamaterial som arbetar med synliga våglängder krävs funktioner i storleksordningen 100 nanometer eller mindre.

    "Vi har visat en skalbar metod för att skapa metalliska nanotrådarrayer och maskor över kvadratcentimeterområden med avstämbara sub-100 nanometer dimensioner och geometrier, "sa LLNL -materialforskaren Anna Hiszpanski, huvudutredare för projektet. "Vi kunde uppnå jämförbara eller mindre dimensioner än vad de traditionella nanofab-teknikerna kan producera och göra det över ett betydligt större område som är relevant för verkliga applikationer."

    För transparenta elektrodapplikationer, att ha sådana små nanotrådnät i metall är viktigt eftersom deras lilla nanometerstorlek gör det möjligt att passera mer ljus medan matrisernas/maskornas ordnade karaktär ökar antalet elektriska kontakter mellan nanotrådar, ökande konduktivitet.

    "Att beställa nanotrådar för att öka antalet elektriska sammankopplingar mellan ledningar är mycket önskvärt men svårt att göra, "Sade Hiszpanski." Utifrån självmonteringsbeteendet hos block-sampolymerer som andra grupper har visat, vi har mött denna utmaning och skapat beställda nanotrådnät i metall. Det mycket enkla bottom-up-tillvägagångssättet som vi använde för att tillverka dessa beställda nanotrådsnät är i sig skalbart till enhetsrelevanta områden. "

    Ett vanligt provstorleksområde som använder dessa traditionella nanofabriceringstekniker för metamaterial är 100 mikron (kvadrat), men laget kunde skapa nanopatroner med mer än centimeter (kvadratiska) områden - områden mer än sex storleksordningar större.

    "För att börja använda dessa metamaterial utanför laboratoriet och i applikationer, tillverkning över större områden är en nödvändighet, "sa LLNL -materialforskaren Yong Han, medförfattare till tidningen.

    Nästa steg är att öka ledningsförmågan hos metallnanotrådnätet.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com