Forskare vid Western University har upptäckt att en liten molekyl skapad med bara 144 atomer av guld kan öka solcellens prestanda med mer än 10 procent. Dessa fynd, publicerades nyligen av tidskriften med hög effekt Nanoskala , representerar en nyskapande innovation som har potential att ta solenergi mainstream och dramatiskt minska världens beroende av traditionella, resursbaserade energikällor, säger Giovanni Fanchini från Western's Faculty of Vetenskap .
Fanchini, Canada Research Chair i kolbaserade nanomaterial och nano-optoelektronik, säger att den nya tekniken enkelt kan snabbspåras och integreras i prototyper av solpaneler på ett till två år och soldrivna telefoner på så lite som fem år.
"Varje gång du laddar din mobiltelefon, du måste koppla in den, säger Fanchini, en biträdande professor vid Western's Department of Physics and Astronomy. "Tänk om du kunde ladda mobila enheter som telefoner, surfplattor eller bärbara datorer på språng? Det skulle inte bara vara bekvämt, men de potentiella energibesparingarna skulle bli betydande. "
De västerländska forskarna har redan börjat arbeta med tillverkare av solkomponenter för att integrera sina resultat i befintlig solcellsteknik och är glada över potentialen.
"Den kanadensiska affärsindustrin har redan ett enormt kunnande inom soltillverkning, "säger Fanchini." Vår uppfinning är modulär, ett tillägg till den befintliga produktionsprocessen, så vi förutser en fungerande prototyp väldigt snabbt. "
Gör nanoplasmoniska förbättringar, Fanchini och hans team använder "guldnanokluster" som byggstenar för att skapa ett flexibelt nätverk av antenner på mer traditionella solpaneler för att locka till sig en ökning av ljus. Medan nanoteknik är vetenskapen om att skapa funktionella system på molekylär nivå, nanoplasmonik undersöker ljusets interaktion med och inom dessa system.
"Tänk dig ett extremt känsligt fisknät av guld, "förklarar Fanchini förklarar, noterar att antennerna är så små att de inte syns även med ett konventionellt optiskt mikroskop. "Fisknätet fångar upp ljuset från solen och drar det in i solcellens aktiva område."
Enligt Fanchini, det spektrum av ljus som reflekteras av guld är centrerat på den gula färgen och matchar solens ljusspektrum vilket gör det överlägset för sådana antenner eftersom det kraftigt förstärker mängden solljus som går direkt in i enheten.
"Guld är mycket robust, motståndskraftig mot oxidation och inte lätt skadad, vilket gör det till det perfekta materialet för långvarig användning, "säger Fanchini." Och guld kan också återvinnas. "
Det har varit känt under en tid att större guldnanopartiklar förbättrar solcellens prestanda, men det västerländska laget får resultat med "en löjligt liten mängd" - cirka 10, 000 gånger mindre än tidigare studier, vilket är 10, 000 gånger billigare också.
