阿肯色大学宣布,那里和阿肯色州立大学的研究人员将获得超过100万美元的新资金,以进一步开展为航天器制造更好的太阳能电池的工作。美国宇航局提供了其中的大部分-735,000美元-,但配套资金也来自两所大学-阿肯色大学的237,000美元和阿肯色州的86,000美元。
效率:
硅太阳能电池的理论最大效率约为29%。为了克服这个限制,电池由不同的材料制成,不仅可以从可见光中捕获能量,而且还可以从红外和紫外光谱中捕获能量:三结电池。最高质量的电池价格昂贵,并且只能用于空间和集中式太阳能收集器中,而在这些收集器中,需要使用的电池较少。NASA一直在使用太阳能电池,效率约为23%,而在实验室中,使用三重结电池的行业最高效率约为44%。
这项新研究正在使用有机硅替代材料,并试图将空间转换效率提高到40%以上。这里有来自阿肯色大学的更多信息:
这笔资金将使Manasreh的光电研究实验室的研究人员能够继续生长和功能化用于太阳能电池的半导体和金属纳米颗粒。他说,这项工作可能最终导致成立一家位于阿肯色州的私人公司。2010年,Manasreh从美国空军科研办公室获得了为期五年的113万美元赠款,其中包括阿肯色大学的费用分摊,以从事类似和补充的工作……。
Manasreh采用两种方法来制造太阳能电池。代替硅,第一种方法涉及铜,铟,镓和硒(CuInSe2和CuInGaSe2)的组合作为半导体材料来生长纳米晶体。研究人员通过产生挥发性配体来使纳米晶体发挥功能,这些配体是与中心原子结合的分子。然后将纳米晶体转化为薄膜,或与二氧化钛或氧化锌纳米管结合以形成所需的太阳能电池。细胞制作完成后,研究人员将测试并评估其性能。
第二种方法使用分子束外延(一种沉积纳米晶体的方法)来创建由砷化铟(InAs)制成的量子点。量子点是半导体材料的纳米级颗粒。
为了提高太阳能电池的性能,研究人员将使用短配体将金属纳米颗粒耦合到纳米晶体和量子点上。然后,他们将研究捕获太阳光的等离子体效应,从而提高能量转换效率。正如光子是电磁波的量子一样,等离子体激元是光产生的电荷波的量子。
照片来源:伯恩·罗斯塔德
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