Nanorør-kompositter øger effektiviteten af ​​næste generation af solceller

Kulstof nanorør bliver stadig mere attraktive for solceller som erstatning for silicium. Forskere ved Umeå Universitet i Sverige har opdaget, at kontrolleret placering af kulstofnanorørene i nanostrukturer giver et enormt løft i elektronisk ydeevne. Deres banebrydende resultater er offentliggjort i det prestigefyldte tidsskrift Avancerede materialer .

Kulstof nanorør, CNT'er, er endimensionelle nanoskala cylindre lavet af kulstofatomer, der besidder meget unikke egenskaber. For eksempel, de har meget høj trækstyrke og enestående elektronmobilitet, hvilket gør dem meget attraktive for den næste generation af organiske og kulstofbaserede elektroniske enheder.

Der er en stigende tendens til at bruge kulstofbaserede nanostrukturerede materialer som komponenter i solceller. På grund af deres enestående egenskaber, kulstof nanorør forventes at forbedre ydeevnen af ​​nuværende solceller gennem effektiv ladningstransport inde i enheden. Imidlertid, for at opnå den højeste ydeevne for elektroniske applikationer, kulstofnanorørene skal samles til et velordnet netværk af sammenkoblede nanorør. Desværre, konventionelle metoder, der anvendes i dag, er langt fra optimale, hvilket resulterer i lav enhedsydelse.

I en ny undersøgelse, et team af fysikere og kemikere ved Umeå Universitet er gået sammen om at producere nano-konstruerede kulstofnanorør-netværk med nye egenskaber.

For første gang, forskerne viser, at kulstof nanorør kan konstrueres til komplekse netværksarkitekturer, og med kontrollerede dimensioner i nanoskala inde i en polymermatrix.

"Vi har fundet ud af, at de resulterende nano-netværk har en enestående evne til at transportere afgifter, op til 100 millioner gange højere end tidligere målte tilfældige carbon-nanorør-netværk fremstillet ved konventionelle metoder, " siger Dr David Barbero, leder af projektet og adjunkt ved Institut for Fysik ved Umeå Universitet.

Den høje grad af kontrol af metoden muliggør produktion af højeffektive nanorør-netværk med en meget lille mængde nanorør sammenlignet med andre konventionelle metoder, derved kraftigt reducere materialeomkostninger.

I en tidligere undersøgelse ( Anvendt fysik bogstaver , bind 103, Udgave 2, 021116 (2013)) forskerholdet af David R. Barbero allerede demonstreret, at nano-konstruerede netværk kan produceres på tynde og fleksible gennemsigtige elektroder, der kan bruges i fleksible solceller. Disse nye resultater forventes at fremskynde udviklingen af ​​næste generation af fleksible kulstofbaserede solceller, som både er mere effektive og billigere at producere.