211service.com
Nelīdzens pārklājums labākām saules baterijām
Nanomēroga vadi, poras, izciļņi un citas tekstūras var ievērojami uzlabot saules bateriju, displeju un pat pašattīrošo pārklājumu veiktspēju. Tagad Stenfordas universitātes pētnieki ir izstrādājuši vienkāršāku un lētāku veidu, kā pievienot šīs funkcijas lielām virsmām.
Nanosfēras uztriepe: Vērpšanas stieņa izmantošana silīcija dioksīda nanosfēru tintes suspensijas uzklāšanai ir vienkāršs veids, kā izveidot nelīdzenus, nanoteksturētus pārklājumus, piemēram, trīs.
Nanomēroga struktūras piedāvā īpašas priekšrocības ierīcēs, kas mijiedarbojas ar gaismu. Piemēram, plānslāņa saules baterija, kas pārklāta ar nano pīlāriem, ir efektīvāka, jo stabi absorbē vairāk gaismas un vairāk tās pārvērš elektrībā. Citas nanomēroga faktūras piedāvā līdzīgas priekšrocības optiskajās ierīcēs, piemēram, displeja fona apgaismojumā.
Problēma ir palielinājusies līdz lielām platībām, saka Yi Cui , Stenfordas materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors, kurš vadīja jauno darbu. Daudzas metodes ir patiešām sarežģītas un neatrisina problēmu, saka Cui. Litogrāfiju var izmantot, lai izdalītu nanomēroga elementus ar precīziem izmēriem, taču tas ir dārgi un sarežģīti. Vienkāršākas metodes, piemēram, virsmas pārklāšana ar nanodaļiņām vai skābju izmantošana, lai to iegravētu ar sīkiem caurumiem, neļauj sasniegt lielu precizitāti.
Cui grupa pielāgoja procesu, ko komerciāli izmanto elastīga iepakojuma ražošanai. Stienis, kas savīts ar stieplēm, tiek izmantots, lai vienmērīgi uzklātu šķidru pārklājumu, kas satur silīcija dioksīda nanosfēras. Apstrādātā virsma iegūst specifiskas nanomēroga strukturālās īpašības.
Mainot nanodaļiņu izmērus, izmantojot dažāda diametra stieples un veicot turpmāku ķīmisko apstrādi, var vēl vairāk mainīt virsmas īpašības. Pārklājuma metode ir saderīga ar ruļļa uz ruļļa procesiem, ko izmanto elastīgu ierīču drukāšanai uz plastmasas, metāla un citiem materiāliem, un to var izmantot arī uz cietām virsmām, piemēram, stikla.
Žurnālā Nano burti , Cui ziņo, ka viņš un viņa grupa ir izgatavojuši superhidrofobas virsmas un koncepcijas pierādījumu par saules enerģiju. Lai izgatavotu saules bateriju, pētnieki uz nelīdzenās virsmas novieto metālu un amorfu silīciju. Rezultāts absorbē par 42 procentiem vairāk gaismas nekā plakana virsma, kurā tiek izmantots tāds pats materiālu daudzums. Cui cer, ka nanomēroga teksturēšana ļaus ražot plānas plēves saules baterijas, kas izmanto ļoti maz materiālu, bet joprojām ir ļoti efektīvas; viņš jau agrāk ir izgatavojis šādas ierīces, izmantojot fotolitogrāfiju un citas sarežģītas ražošanas metodes.
Šis darbs parāda vienkāršu, bet efektīvu metodi, lai panāktu kontrolētu nanosfēru montāžu lielos apgabalos, saka Ali Džeivijs , elektrotehnikas un datorzinātņu profesors Kalifornijas Universitātē Bērklijā. Tas varētu būt ceļš uz uzlabotu plānu kārtiņu saules bateriju efektivitāti, nepalielinot izmaksas vai procesa sarežģītību.
L. Džejs Guo , Mičiganas Universitātes elektrotehnikas un datorzinātņu profesors, kurš izstrādā ruļļveida drukas sistēmas, saka, ka metodei vajadzētu būt noderīgai saules baterijām un displejiem. Viņš saka, ka tajā tiek izmantota tradicionālā stiepļu uztīšanas pārklājuma metode, kas ir piemērojama liela izmēra substrātiem. Taču viņš uzskata, ka process, kas var uzklāt nelīdzenās virsmas ar ātrumu 0,8 centimetri sekundē, var nebūt pietiekami ātrs nozarei, ja vien Stenfordas pētnieki nevarēs paātrināt darbību.
Cui tagad veic darbu divos virzienos. Viņa grupa regulē daļiņu izmēru un attālumu starp tām, lai noteiktu, kuras īpašības ir vislabākās saules baterijām. Viņš arī izstrādā pārklājumu gaismas diodēm, kas, viņaprāt, palīdzēs šķidro kristālu displejiem izskatīties spilgtākiem.