Nanokoner kan øge solcelleeffektiviteten med 15 procent

(Phys.org) - Et team af forskere ved Royal Melbourne Institute of Technology i Australien har annonceret udviklingen af ​​et nanostrukturmateriale lavet af det, de kalder nanokoner - det er en type nanomateriale, der kan tilføjes for at øge solcellens effektivitet ved at øge deres lysabsorberende evner. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab fremskridt , teamet beskriver det nye materiale, hvordan det virker, og deres håb om dets anvendelse i en lang række fotovoltaiske applikationer.

Det nye keglestrukturerede materiales positive egenskaber opstår på grund af et ultrahøjt brydningsindeks - hver kegle er lavet af en type materiale, der fungerer inde som en isolator og udvendigt som en leder - under et mikroskop ser materialet ud som en masse kugler stod op på enden oven på en flad bund. Det, ligesom andre topologiske isolatorer, udnytter svingninger, der opstår som følge af ændringer i koncentrationen af ​​elektroner, der opstår, når materialet rammes af fotoner. Hver kegle har en metalskalbelægning og en kerne, der er baseret på et dielektrikum - et materiale fremstillet med dem ville kunne levere overlegne lysabsorberingsegenskaber, gør den ideel til ikke kun solceller, men en lang række fotovoltaiske applikationer lige fra optiske fibre til bølgeledere og endda linser. Forskerne foreslår, at hvis et sådant materiale skulle bruges som en del af en traditionel tyndfilmssolcelle, det kan øge lysabsorptionen med op til 15 procent i både det synlige og det ultraviolette område.

I interviews med pressen, forskerne påpegede, at deres er første gang, at en sådan nanokonstruktur er blevet oprettet og måske lige så vigtigt, bemærkede, at oprettelse af dem ikke ville kræve nogen nye fremstillingsteknikker. Også, de foreslog, at på grund af det nye materiales bedre lysabsorberingsegenskaber, "både kortslutningsstrømmen og fotoelektrisk konverteringseffektivitet kunne forbedres."

Forskerne bemærker også, at i modsætning til andre nanostrukturer er de svingninger, der genereres af nanokonerne, polarisationsfølsomme, hvilket betyder, at de ikke behøver at være retningsbestemt vinkelret på nanoslits, hvilket gør dem mere nyttige i en bredere vifte af applikationer, fordi de kan integreres direkte i nuværende hardware. De tilføjer, at de næste gang planlægger at flytte deres indsats mod at fokusere på plasmonik, der forekommer i andre slags strukturer med forskellige former.

© 2016 Phys.org