Joseph Goebbels
19th August 2011, 05:57 PM
پارتيك لو و همكارانش در موسسه A*STAR توانسته‌اند كه روشي براي افزايش راندمان تبديل توان فيلم‌هاي نازك سيليكوني ترسيب شده روي بسترهاي ارزان پيدا كنند. آنها براي اين كار از نانوپايه‌هاي سيليكوني استفاده كرده‌اند.
يكي از چالش‌هاي اصلي در جهان امروز بحران انرژي است. تقاضاي بالا و منابع كم سوخت‌هاي فسيلي باعث افزايش قيمت‌هاي نفت خام و مواد غذايي شده است. پيل‌هاي خورشيدي مبتني بر سيليكون يكي از نويدبخش‌ترين فناوري براي توليد انرژي پاك و تجديدپذير هستند. با استفاده از اين افزاره‌ها مي‌توان با تبديل فقط كسري از نور خورشيد كه در روز به زمين مي‌تابد، به الكتريسيته وابستگي به سوخت‌هاي فسيلي را به شدت كاهش داد. با اين حال متاسفانه بلورهاي سيليكوني مرغوب نياز به فرآيند ساخت بسيار دقيق دارند و اين منجر به هزينه بالاي توليد مي‌شود كه يكي از موانع اصلي تجاري‌سازي اين پيل‌هاي خورشيدي است.
http://www.nano.ir/news/attach/9566.JPG
يكي از راه‌هاي كاهش هزينه توليد اين پيل هاي خورشيدي ترسيب لايه‌هايي از سيليكون روي بسترهاي ارزان نظير پلاستيك و شيشه است. با اين حال، اين روش يك عيب دارد: فيلم‌هاي نازك سيليكوني در مقايسه با بلورهاي سيليكون توده‌اي راندمان‌هاي تبديل توان كمتري دارند. اكنون محققان A*STAR توانسته‌اند با كمك نانوپايه‌هاي سيليكوني بر اين مشكل غلبه كنند.
فيلم‌هاي نازك سيليكون با مرغوبيت كم داراي يك مشكل ذاتي هستند: آنها نمي‌توانند فوتون‌هايي كه طول‌موج‌شان بزرگ‌تر از ضخامت فيلم‌شان است، را جذب كنند. براي مثال، يك فيلم نازك استاندارد به ضخامت 800 نانومتر ممكن است نور آبي طول‌موج - كوتاه را جذب كند، اما نور قرمز طول‌موج – بلندتر را بطور كامل از دست خواهد داد. لو مي‌گويد كه براي پايين نگه‌داشتن هزينه مواد و افزايش راندمان جذب نور، لازم است كه فوتون‌هاي بيشتري شامل نورهايي با طول‌موج‌هاي متوسط، بدام انداخته شوند.
يکي از راه‌هاي بدام انداختن فوتون‌هاي بيشتر در فيلم نازک سيليکوني، ايجاد نانوپايه‌هاي سيليکوني در سطح سيليکون است (شکل را ببينيد). لو توضيح مي‌دهد که اين نانوپايه‌هاي سيليکوني شبيه جنگلي از درخت‌ها هستند که در آن نور وارد مي‌شود و نمي‌تواند به آساني خارج شود. او اضافه مي‌کند که موقعي که نور به اين سطح برخورد مي‌کند، قبل از اينکه به کف سطح هموار نفوذ کند، چندين بار در امتداد يا داخل اين نانوپايه‌ها جست و خيز مي‌کند. هر جست و خيزي که اتفاق مي‌افتد، احتمال جذب فوتون‌ها افزايش مي‌يابد.
جزئيات نتايج اين تحقيق در مجله‌ي IEEE Electron Device Letters منتشر شده است.
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9566
يكي از چالش‌هاي اصلي در جهان امروز بحران انرژي است. تقاضاي بالا و منابع كم سوخت‌هاي فسيلي باعث افزايش قيمت‌هاي نفت خام و مواد غذايي شده است. پيل‌هاي خورشيدي مبتني بر سيليكون يكي از نويدبخش‌ترين فناوري براي توليد انرژي پاك و تجديدپذير هستند. با استفاده از اين افزاره‌ها مي‌توان با تبديل فقط كسري از نور خورشيد كه در روز به زمين مي‌تابد، به الكتريسيته وابستگي به سوخت‌هاي فسيلي را به شدت كاهش داد. با اين حال متاسفانه بلورهاي سيليكوني مرغوب نياز به فرآيند ساخت بسيار دقيق دارند و اين منجر به هزينه بالاي توليد مي‌شود كه يكي از موانع اصلي تجاري‌سازي اين پيل‌هاي خورشيدي است.
http://www.nano.ir/news/attach/9566.JPG
يكي از راه‌هاي كاهش هزينه توليد اين پيل هاي خورشيدي ترسيب لايه‌هايي از سيليكون روي بسترهاي ارزان نظير پلاستيك و شيشه است. با اين حال، اين روش يك عيب دارد: فيلم‌هاي نازك سيليكوني در مقايسه با بلورهاي سيليكون توده‌اي راندمان‌هاي تبديل توان كمتري دارند. اكنون محققان A*STAR توانسته‌اند با كمك نانوپايه‌هاي سيليكوني بر اين مشكل غلبه كنند.
فيلم‌هاي نازك سيليكون با مرغوبيت كم داراي يك مشكل ذاتي هستند: آنها نمي‌توانند فوتون‌هايي كه طول‌موج‌شان بزرگ‌تر از ضخامت فيلم‌شان است، را جذب كنند. براي مثال، يك فيلم نازك استاندارد به ضخامت 800 نانومتر ممكن است نور آبي طول‌موج - كوتاه را جذب كند، اما نور قرمز طول‌موج – بلندتر را بطور كامل از دست خواهد داد. لو مي‌گويد كه براي پايين نگه‌داشتن هزينه مواد و افزايش راندمان جذب نور، لازم است كه فوتون‌هاي بيشتري شامل نورهايي با طول‌موج‌هاي متوسط، بدام انداخته شوند.
يکي از راه‌هاي بدام انداختن فوتون‌هاي بيشتر در فيلم نازک سيليکوني، ايجاد نانوپايه‌هاي سيليکوني در سطح سيليکون است (شکل را ببينيد). لو توضيح مي‌دهد که اين نانوپايه‌هاي سيليکوني شبيه جنگلي از درخت‌ها هستند که در آن نور وارد مي‌شود و نمي‌تواند به آساني خارج شود. او اضافه مي‌کند که موقعي که نور به اين سطح برخورد مي‌کند، قبل از اينکه به کف سطح هموار نفوذ کند، چندين بار در امتداد يا داخل اين نانوپايه‌ها جست و خيز مي‌کند. هر جست و خيزي که اتفاق مي‌افتد، احتمال جذب فوتون‌ها افزايش مي‌يابد.
جزئيات نتايج اين تحقيق در مجله‌ي IEEE Electron Device Letters منتشر شده است.
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9566