Easy Bug
17th December 2011, 12:22 PM
محققان دانشكده مهندسي شيمي دانشگاه فناوري «دلفت» (TU Delft) و موسسه «Kavli» در همان دانشگاه نشان داده‌اند كه الكترون‌ها مي‌توانند تحت تأثير نور در لايه‌هايي از نانوذرات نيمه‌رساناي متصل به هم به صورت آزادانه حركت كنند.
به گزارش سرويس فناوري ايسنا، اين دانش جديد در توليد پيل‌هاي خورشيدي ارزان و كارا كه از نقاط كوانتومي ساخته شده‌اند، بسيار مفيد خواهد بود.
توليد صفحات خورشيدي سيليكوني بلوري كه در حال حاضر استفاده مي‌شوند، گران است. پيل‌هاي خورشيدي ارزان‌تري نيز وجود دارند، اما كارايي آنها پايين است. به عنوان مثال بيشترين بهره تبديل يك پيل خورشيدي آلي 8 درصد است. يكي از راه‌هاي افزايش كارايي پيل‌هاي خورشيدي ارزان، استفاده از نانوذرات نيمه رسانا يا همان نقاط كوانتومي است. به صورت تئوري مي‌توان كارايي اين پيل‌ها را تا 44 درصد افزايش داد. اين امر تا حدي به دليل وجود اثر آبشاري است كه در سال 2008 توسط محققان «TU Delft» و موسسه «FOM» به اثبات رسيده است. در پيل‌هاي خورشيدي موجود، هر ذره نوري جذب شده تنها مي‌تواند يك الكترون را تحريك كند (ايجاد يك زوج الكترون-حفره)، در حالي كه در پيل‌هاي خورشيدي مبتني بر نقاط كوانتومي، هر ذره نوري مي‌تواند چندين الكترون را برانگيخته كند. هر اندازه تعداد الكترون‌هاي تهييج شده بيشتر باشد، كارايي پيل خورشيدي بالاتر است.
تا كنون ايجاد زوج‌هاي الكترون-حفره در اثر تابش نور تنها درون محدوده يك نقطه كوانتومي مشاهده شده بود. براي اين‌كه بتوان از اين زوج‌هاي الكترون-حفره در پيل‌هاي خورشيدي استفاده كرد، بايد اين زوج‌ها بتوانند حركت كنند. اين حركت موجب ايجاد يك جريان الكتريكي مي‌شود كه مي‌توان آن را با استفاده از يك الكترود جمع‌آوري كرد.
حال محققان اين گروه نشان داده‌اند كه زوج‌هاي الكترون-حفره همچنين مي‌توانند به صورت بارهاي آزاد مابين اين ذرات جابه‌جا شوند. آنها براي رسيدن به اين هدف، نانوذرات نيمه رسانا را با استفاده از مولكول‌هاي كوچكي به هم وصل كردند. در اين حالت با وجودي كه اين ذرات همچنان از هم جدا هستند، اما امكان خوشه‌اي سازي آنها به شكلي فشرده فراهم مي‌شود. اين ذرات آن قدر به يكديگر نزديك هستند كه هر ذره منفرد نور كه توسط پيل خورشيدي جذب شود، مي‌تواند موجب حركت الكترون‌ها شود.
جزئيات اين كار در سايت اينترنتي مجله «Nature Nanotechnology» منتشر شده است.
منبع: ايسنا
به گزارش سرويس فناوري ايسنا، اين دانش جديد در توليد پيل‌هاي خورشيدي ارزان و كارا كه از نقاط كوانتومي ساخته شده‌اند، بسيار مفيد خواهد بود.
توليد صفحات خورشيدي سيليكوني بلوري كه در حال حاضر استفاده مي‌شوند، گران است. پيل‌هاي خورشيدي ارزان‌تري نيز وجود دارند، اما كارايي آنها پايين است. به عنوان مثال بيشترين بهره تبديل يك پيل خورشيدي آلي 8 درصد است. يكي از راه‌هاي افزايش كارايي پيل‌هاي خورشيدي ارزان، استفاده از نانوذرات نيمه رسانا يا همان نقاط كوانتومي است. به صورت تئوري مي‌توان كارايي اين پيل‌ها را تا 44 درصد افزايش داد. اين امر تا حدي به دليل وجود اثر آبشاري است كه در سال 2008 توسط محققان «TU Delft» و موسسه «FOM» به اثبات رسيده است. در پيل‌هاي خورشيدي موجود، هر ذره نوري جذب شده تنها مي‌تواند يك الكترون را تحريك كند (ايجاد يك زوج الكترون-حفره)، در حالي كه در پيل‌هاي خورشيدي مبتني بر نقاط كوانتومي، هر ذره نوري مي‌تواند چندين الكترون را برانگيخته كند. هر اندازه تعداد الكترون‌هاي تهييج شده بيشتر باشد، كارايي پيل خورشيدي بالاتر است.
تا كنون ايجاد زوج‌هاي الكترون-حفره در اثر تابش نور تنها درون محدوده يك نقطه كوانتومي مشاهده شده بود. براي اين‌كه بتوان از اين زوج‌هاي الكترون-حفره در پيل‌هاي خورشيدي استفاده كرد، بايد اين زوج‌ها بتوانند حركت كنند. اين حركت موجب ايجاد يك جريان الكتريكي مي‌شود كه مي‌توان آن را با استفاده از يك الكترود جمع‌آوري كرد.
حال محققان اين گروه نشان داده‌اند كه زوج‌هاي الكترون-حفره همچنين مي‌توانند به صورت بارهاي آزاد مابين اين ذرات جابه‌جا شوند. آنها براي رسيدن به اين هدف، نانوذرات نيمه رسانا را با استفاده از مولكول‌هاي كوچكي به هم وصل كردند. در اين حالت با وجودي كه اين ذرات همچنان از هم جدا هستند، اما امكان خوشه‌اي سازي آنها به شكلي فشرده فراهم مي‌شود. اين ذرات آن قدر به يكديگر نزديك هستند كه هر ذره منفرد نور كه توسط پيل خورشيدي جذب شود، مي‌تواند موجب حركت الكترون‌ها شود.
جزئيات اين كار در سايت اينترنتي مجله «Nature Nanotechnology» منتشر شده است.
منبع: ايسنا