Forskere revolutionerer solenergi med ny guld nanokluster teknologi

Forskere ved Western University har opdaget, at et lille molekyle, der er skabt med kun 144 atomer af guld, kan øge solcellens ydeevne med mere end 10 procent. Disse fund, udgivet for nylig af high-impact journal Nanoskala , repræsentere en spilskiftende innovation, der har potentiale til at tage solenergi mainstream og dramatisk reducere verdens afhængighed af traditionel, ressourcebaserede energikilder, siger Giovanni Fanchini fra Western's Faculty of Videnskab .

Fanchini, Canada Research Chair i kulstofbaserede nanomaterialer og nano-optoelektronik, siger, at den nye teknologi let kan spores hurtigt og integreres i prototyper af solpaneler på et til to år og soldrevne telefoner på så lidt som fem år.

"Hver gang du oplader din mobiltelefon, du skal tilslutte den, "siger Fanchini, en adjunkt i Western's Institut for Fysik og Astronomi. "Hvad hvis du kunne oplade mobile enheder som telefoner, tablets eller bærbare computere på farten? Det ville ikke kun være praktisk, men de potentielle energibesparelser ville være betydelige. "

De vestlige forskere er allerede begyndt at arbejde med producenter af solkomponenter for at integrere deres fund i eksisterende solcelleteknologi og er begejstrede for potentialet.

"Den canadiske forretningsindustri har allerede en enorm knowhow inden for solproduktion, "siger Fanchini." Vores opfindelse er modulær, en tilføjelse til den eksisterende produktionsproces, så vi forventer en fungerende prototype meget hurtigt. "

Gør nanoplasmoniske forbedringer, Fanchini og hans team bruger "guldnanokluster" som byggesten til at oprette et fleksibelt netværk af antenner på mere traditionelle solpaneler for at tiltrække en stigning i lys. Mens nanoteknologi er videnskaben om at skabe funktionelle systemer på molekylært niveau, nanoplasmonik undersøger lysets interaktion med og inden for disse systemer.

"Forestil dig et ekstremt sart fiskenet af guld, "forklarer Fanchini, bemærker, at antennerne er så små, at de er usynlige selv med et konventionelt optisk mikroskop. "Fiskenettet fanger lyset fra solen og trækker det ind i solcellens aktive område."

Ifølge Fanchini, lysspektret, der reflekteres af guld, er centreret om den gule farve og matcher solens lysspektrum, hvilket gør det overlegen for sådanne antenner, da det i høj grad forstærker mængden af ​​sollys, der går direkte ind i enheden.

"Guld er meget robust, modstandsdygtig over for oxidation og ikke let beskadiget, gør det til det perfekte materiale til langvarig brug, "siger Fanchini." Og guld kan også genbruges. "

Det har været kendt i nogen tid, at større guldnanopartikler forbedrer solcellens ydeevne, men det vestlige hold får resultater med "en latterligt lille mængde" - cirka 10, 000 gange mindre end tidligere undersøgelser, hvilket er 10, 000 gange billigere også.