I solceller, justering af de mindste dele giver et stort spring i effektivitet

(PhysOrg.com) -- Ved at justere de mindste dele, en trio af ingeniører fra University at Buffalo håber på dramatisk at øge mængden af ​​sollys, som solceller omdanner til elektricitet.

Sammen med militærkolleger, UB-forskerne har vist, at indlejring af ladede kvanteprikker i fotovoltaiske celler kan forbedre det elektriske output ved at gøre det muligt for cellerne at høste infrarødt lys, og ved at øge levetiden for fotoelektroner.

Forskningen udkom online i maj sidste år i tidsskriftet Nano bogstaver . Forskerholdet omfattede Vladimir Mitin, Andrei Sergeev og Nizami Vagidov, fakultetsmedlemmer i UB's elektrotekniske afdeling; Kitt Reinhardt fra Air Force Office of Scientific Research; og John Little og den avancerede nanofabrikationsekspert Kimberly Sablon fra U.S. Army Research Laboratory.

Mitin, Sergeev og Vagidov har grundlagt et firma, OPtoElectronic Nanodevices LLC. (OPEN LLC.), at bringe innovationen til markedet.

Ideen om at indlejre kvanteprikker i solpaneler er ikke ny:Ifølge Mitin, videnskabsmænd havde foreslået for omkring et årti siden, at denne teknik kunne forbedre effektiviteten ved at tillade paneler at høste usynlige, infrarødt lys ud over synligt lys. Imidlertid, en intensiv indsats i denne retning har tidligere haft begrænset succes.

UB-forskerne og deres kolleger har ikke kun med succes brugt indlejrede kvanteprikker til at høste infrarødt lys; de har taget teknologien et skridt videre, anvender selektiv doping, så kvanteprikker i solcellen har en betydelig indbygget ladning.

Denne indbyggede ladning er gavnlig, fordi den afviser elektroner, tvinger dem til at rejse rundt om kvanteprikkerne. Ellers, kvanteprikkerne skaber en rekombinationskanal for elektroner, i det væsentlige "fanger" bevægelige elektroner og forhindrer dem i at bidrage til elektrisk strøm.

Teknologien har potentiale til at øge effektiviteten af ​​solceller op til 45 pct. sagde Mitin, en SUNY Distinguished Professor. Gennem UB's Office of Science, Technology Transfer and Economic Outreach (STOR), han og hans kolleger har indgivet foreløbige patentansøgninger for at beskytte deres teknologi.

"Ren teknologi vil virkelig gavne regionen, staten, landet, " sagde Mitin. "Med højeffektive solceller, forbrugere kan spare penge, og udbydere kan have et mindre solfelt, der producerer mere energi."

Mitin og hans kolleger har allerede investeret betydelige mængder tid i at udvikle kvanteprikkerne med en indbygget ladning, kaldet "Q-BIC'er". For yderligere at forbedre teknologien og bringe den på markedet, OPEN LLC søger nu finansiering fra private investorer og føderale programmer.