Kolnanorör blir allt mer attraktiva för solceller som ersättning för kisel. Forskare vid Umeå universitet i Sverige har upptäckt att kontrollerad placering av kolnanorören i nanostrukturer ger en enorm ökning av elektronisk prestanda. Deras banbrytande resultat publiceras i den prestigefyllda tidskriften Avancerade material .
Kolnanorör, CNT, är endimensionella cylindrar i nanoskala gjorda av kolatomer som har mycket unika egenskaper. Till exempel, de har mycket hög draghållfasthet och exceptionell elektronrörlighet, vilket gör dem mycket attraktiva för nästa generation av organiska och kolbaserade elektroniska enheter.
Det finns en ökande trend att använda kolbaserade nanostrukturerade material som komponenter i solceller. På grund av deras exceptionella egenskaper, kolnanorör förväntas förbättra prestandan hos nuvarande solceller genom effektiv laddningstransport inuti enheten. Dock, för att få högsta prestanda för elektroniska applikationer, kolnanorören måste sättas ihop till ett välordnat nätverk av sammankopplade nanorör. Tyvärr, konventionella metoder som används idag är långt ifrån optimala vilket resulterar i låg enhetsprestanda.
I en ny studie, ett team av fysiker och kemister vid Umeå universitet har gått samman för att producera nanokonstruerade kolnanorörnätverk med nya egenskaper.
För första gången, forskarna visar att kolnanorör kan konstrueras till komplexa nätverksarkitekturer, och med kontrollerade dimensioner i nanoskala inuti en polymermatris.
"Vi har funnit att de resulterande nanonätverken har exceptionell förmåga att transportera avgifter, upp till 100 miljoner gånger högre än tidigare uppmätta slumpmässiga kolnanorörsnätverk producerade med konventionella metoder, " säger Dr David Barbero, ledare för projektet och biträdande professor vid Fysiska institutionen vid Umeå universitet.
Den höga graden av kontroll av metoden möjliggör produktion av högeffektiva nanorörsnätverk med en mycket liten mängd nanorör jämfört med andra konventionella metoder, vilket kraftigt minskar materialkostnaderna.
I en tidigare studie ( Bokstäver i tillämpad fysik , Volym 103, nummer 2, 021116 (2013)) har David R. Barberos forskargrupp redan visat att nanokonstruerade nätverk kan produceras på tunna och flexibla transparenta elektroder som kan användas i flexibla solceller. Dessa nya resultat förväntas påskynda utvecklingen av nästa generation av flexibla kolbaserade solceller, som är både effektivare och billigare att producera.
