Forskere opdager måder at gøre solceller mere effektive

Når det kommer til at forbedre effektiviteten af ​​solceller, en gruppe professorer fra University of Wyoming har opdaget en måde at gøre det på ved at tilføje manganatomer - et alternativt metal - til blandingen. Ved at gøre sådan, de fandt, øger solcellens energiomdannelse dramatisk med i gennemsnit 300 procent og, i nogle tilfælde, op til 700 procent.

Dette forskningsresultat kan bruges i fremtiden til at hjælpe Wyoming -landmænd og -boere med adgang til elektrisk strøm i fjerntliggende områder, der er vigtige for staten for at hjælpe afgrøder og husdyr, at øge brugen af ​​elbiler i storbyer, såsom Los Angeles, i et forsøg på at reducere smog der.

Jinke Tang og Yuri Dahnovsky, begge UW -professorer i Institut for Fysik og Astronomi; TeYu Chien, en adjunkt i fysik og astronomi; og Wenyong Wang, lektor i fysik og astronomi, skrev en forskningsartikel, som blev offentliggjort i Anvendt fysik bogstaver sidste efterår. Papiret, med titlen "Giant Photocurrent Enhancement by Transition Metal Doping in Quantum Dot Sensitized Solar Cells, "blev for nylig fremhævet igen, i april, af Department of Energy's (DOE) Office of Basic Energy Sciences.

Undersøgelsen blev finansieret af DOE, Office of Basic Energy Sciences, som en del af det etablerede program til stimulering af konkurrencedygtig forskning (EPSCoR).

"De fremhæver normalt den forskning, der finansieres af dem, "Chien siger." De vælger vigtige præstationer og fremhæver dem. "

Office of Basic Energy Sciences understøtter grundforskning for at forstå, forudsige og, ultimativt, styremateriale og energi på det elektroniske, atom- og molekylære niveauer for at danne grundlag for nye energiteknologier og støtte DOE -missioner inden for energi, miljø og national sikkerhed.

"Vi tilføjede PbS -kvanteprikken med 4 procent manganatomer. Vores forventninger var en stigning på 4 procent i solenergi, "Siger Dahnovsky." Vi havde en stigning på 700 procent. Det er meget usædvanligt. "

Dahnovsky siger, at det er usædvanligt, fordi elektroner "tunnellerer" mellem mangan- og zinkatomer gør det meget lettere end mellem bly- og zinkatomer, der er placeret ved grænsefladen mellem en kvanteprik og en halvleder.

Jagten på højeffektive solceller har ført til søgningen efter nye materialer, såsom mangan, at erstatte traditionel silicium, der bruges til sensibilisatorer og fotoleder -oxid -elektroder.

Dette kan føre til en teknisk revolution for nogle industrielle applikationer, Dahnovsky og Chien siger begge.

Praktiske anvendelser til øgede solceller inkluderer mere effektive solpaneler til en lavere pris for huse og andre strukturer; hvis det kombineres med bærbare enheder, såsom iPhones, iPads og computere, solceller kunne holde dem drevet meget længere, før de skulle oplades; og lade elbiler rejse længere, før de skal stoppe ved en ladestation, hvilket kan gøre at købe en elbil til et mere levedygtigt alternativ, Siger Chien.

Dahnovsky tilføjer, at videnskaben også kunne hjælpe Wyoming, som er spredt, fjerntliggende og har områder, der mangler elektricitet. For eksempel, han siger, at en flok kvæg, der bevæger sig fra et sted til et andet for at græsse, kan være placeret langt fra elektricitet.

"En landmand har muligvis brug for en vandpumpe i et fjerntliggende område for at vande sine husdyr, "siger han." Hvis der ikke er elektricitet, han kan bruge solceller til at drive vandpumpen. "

Chien siger, at landmænd også kunne bruge soldrevne sensorer, der kunne måle lys, fugtighed, ilt og temperatur i deres afgrødejord.