Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Forskeres nye tilgang forbedrer effektiviteten af ​​solceller

En kvasi-tilfældig struktur for at maksimere ydeevnen af ​​en tyndfilm silicium solcelle. Kredit:Dr Li Juntao

(Phys.org) – Et internationalt hold af videnskabsmænd, ledet af forskere fra universiteterne i York og St. Andrews, har udviklet en ny metode til at øge effektiviteten af ​​solceller.

Den nye tilgang opnår højeffektiv bredbåndslysindfangning i tynde film, med mere lys opfanget i filmen for at maksimere absorption og elproduktion.

Forskningen, som er indberettet i Naturkommunikation , involverede også videnskabsmænd fra Sun Yat-sen University og GuangDong Polytechnic Normal University, Kina, og IMEC (Interuniversity MicroElectronics Center), Leuven, Belgien.

Den nye metode bygger på forskning i en klasse af materialer kendt som kvasi-krystaller, som giver fordele i forhold til det lysspektrum, de er i stand til at fange. Imidlertid, problemet med disse strukturer er, at deres egenskaber er svære at skræddersy til specifikke applikationer, da de mangler de designværktøjer, der er tilgængelige med periodiske strukturer såsom almindelige riste.

For at løse dette problem, forskerne skabte en ny struktur kaldet en kvasi-tilfældig struktur, som kombinerer de rige rumlige frekvenser forbundet med kvasi-krystaller med det høje kontrolniveau, som periodiske strukturer giver.

Den korresponderende forfatter Emiliano Martins, fra Skolen for Fysik og Astronomi, University of St Andrews, sagde:"Kontrol af formerende lys er et afgørende aspekt i fotonik. Her, vi demonstrerer, at ved en omhyggelig udformning af deres Fourier-spektre, kvasi-tilfældige nanostrukturer kan opnå en sådan kontrol meget effektivt."

Emiliano Martins udviklede ideen om den kvasi-tilfældige struktur med Dr. Thomas F. Krauss, en jubilæumsprofessor ved Institut for Fysik ved University of York.

Dr. Krauss sagde:"At anvende vores nanofotonik-designideer på et så vigtigt område som solceller er afgørende for at forbedre konkurrenceevnen for vedvarende energiproduktion."

Beregninger til forskningen i kvasi-tilfældige celler blev udført af samarbejdspartnere i Kina.

Den korresponderende forfatter Dr Juntao Li, fra statens nøglelaboratorium for optoelektroniske materialer og teknologi, Sun Yat-sen Universitet, Kina, sagde:"Udover solceller, vores design kan også bruges i mange lysfangstområder, som LED- og DFB-lasere."

Artiklen har titlen "Deterministiske kvasi-tilfældige nanostrukturer til fotonkontrol."


Varme artikler