Černý křemík a zvýšení účinnosti fotovoltaických článků

4.4.2010
Struktura grafenu

Expertům z americké National Renewable Energy Laboratory pod vedení Howarda Branze se podařilo vyvinout technologii, která pouhým mořením ve vodném roztoku za běžných podmínek způsobí, že povrch fotovoltaických křemíkových článků zčerná. Doposud se odrazu zabraňuje zejména antireflexní vrstvou z nitridu křemitého, která jednak ještě 33% dopadajícího záření odráží, jednak se připravuje ve vakuu. Vodný roztok peroxidu vodíku, kyseliny fluorovodíkové a kyseliny chlorozlatité HAlCl4 naleptá nepravidelně povrch křemíku tak, že na něm vytvoří porézní vrstvičku nanometrových rozměrů, která nedovolí žádnému fotonu uniknout. Přesný reakční mechanismu doposud neznáme. Pravděpodobně vytvořené nanočástice zlata, které ulpí na povrchu, katalyzují jeho rozpouštění, čímž vzniká nepravidelná struktura.

Kombinace vodivého polymeru s dendrimerem je další způsob, který by mohl zlepšit účinnost fotovoltaických článků. Touto cestou se vydal Sankaran Thayumanavan se svými kolegy University of Massachusetts v Amherstu a University of California v Riverside. Dendrimery jsou velké organické molekuly kulovitého tvaru, které narůstají postupnou polymerací dalších a dalších molekul z centrální molekuly. Na rozdíl od běžných polymerů je jejich struktura dosti přesně definovaná. Thayumanavan jich využil jako antény, která zachytí foton a převede jej do vodivého polymeru napojeného na jádro dendrimeru. Obdobným způsobem zachytávají rostliny světlo při fotosyntéze.

akademon.cz 11.4.2010: Jako velmi nadějný materiál pro výrobu fotovoltaických článků se jeví grafen. Velmi dobře pohlcuje světelné záření a uhlík je velmi levná surovina. Pro optimální absorpci je však třeba uchovat grafenové částice o optimální velikosti a zabránit jejich spojování či degradaci. Chemický tým z amrické Indiana University Bloomington pod vedením Liang-shi Liho tento problém vyřešit tak, že chemicky upravil grafenové plátky o 168 atomech. Po jejich okrajích připojil dlouhé organické řetězce, které ho kryjí ze všech stran. Přístupu světla však nebrání.

akademon.cz 14.4.2010: Vzhledem k tomu, že silně absorbuje světlo, lze grafenu použít i jako fotodetektoru. Zařízení, které pracuje spolehlivě i při frekvenci 10 GHz sestrojil ve vývojových laboratořích IBM.

akademon.cz 1.5.2010: Prof. Harry Atwater se svým tým z Californian Institute of Technology (Caltech) kráčí jinudy. Jeho antireflexní vrstvu tvoří stovky nanometrů silný kovový povlak s válcovitý dutinami, které vyplňuje odlišný kov. V jejich středu se nachází ještě nanodrát ze stejného kovu, jako povlak. Správnou volbou rozměrů a kovů, z nichž je metamateriál zhotoven, lze připravit vrstvy s různými optickými vlastnostmi. Výhodou je, že Atwaterův metamatriál se chová stejně pro odlišné polarizace dopadajícího světla.

 
Odeslat komentář k článku "Černý křemík a zvýšení účinnosti fotovoltaických článků "



Opište text z obrázku:

Odeslat článek "Černý křemík a zvýšení účinnosti fotovoltaických článků " e-mailem

Diskuse/Aktualizace