太陽光発電、すぐに虹の空セル30パーセント収率?

太陽光発電は現在、利益を上げるにはほど遠いものであり、補助金政策だけがそれがそうであるという幻想を与えます。 したがって、特にエネルギー効率の観点から、進歩の可能性は重要です。 これは、この基準を改善しようとしている研究の例です…しかし、どのくらいの費用がかかりますか?

「インディアナ州ノートルダム大学では、プラシャントV.カマット博士が率いる研究者グループが、従来使用されていた半導体の代わりに、さまざまなサイズの半導体量子ドットとTiO2ナノチューブを組み合わせて光起電力セルを開発しました。 、それらをはるかに効率的にします。 エネルギー省の基礎エネルギー科学局の支援を受けたこの研究は、Journal of the American ChemicalSocietyに掲載されています。

科学者は、他の材料ではなく、これらの半導体カドミウムセレニド(CdSe)量子ドットを使用します。これは、サイズに応じて特定の波長の光を吸収するという独自の利点があるためです。短い波長を吸収し、大きい波長は長い波長を吸収します。 したがって、いくつかのタイプのQuantumドットをCdSeと組み合わせることにより、研究者は、より広いスペクトルの光を吸収し、したがってより効率的な感光性セルを作成できます。 チームは、これらの量子ドットをナノメートル厚のフィルムの表面に規則正しいパターンで配置し、二酸化チタン(TiO2)ナノチューブをそれらに統合しました。 量子ドットは光子を吸収して電子を生成し、電子はナノチューブによって運ばれ、電極によって収集され、光電流を生成します。

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特定の波長の吸収に加えて、研究者は、量子ドットのサイズがこれらのナノ粒子の2,3つのタイプ(3,7〜505 nmの直径では、580〜3nmの波長で吸収ピークを示します。 量子ドットが小さいほど、光子を電子にすばやく変換できますが、量子ドットが大きいほど、光子の吸収率が高くなります。 直径XNUMXnmの量子ドットが最良の妥協点を提供します。 さまざまな種類の量子ドットで構成される最初の光起電力セルの開発後、研究者は、サイズに応じて量子ドットの層を重ね合わせることにより、「レインボー」セルを作成するための研究の次のステップを計画しています。外層、小さいものは青を吸収し、赤い光(より長い波長)はこの層を通過して、赤を吸収する大きい量子ドットで構成される内層に到達し、勾配dを作成します。小さな量子ドットの迅速な変換と大きな量子ドットの高い吸収率の効果を組み合わせながら、「レインボー」吸収。

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現在のシリコン感光性セルの効率は15〜20%で、残りは熱で失われます。 Kamatは、これらの新しいタイプの「レインボー」光起電セルで効率が向上すると予測しています。これは、簡単に30%を超える可能性があります。 「」

ソース: AditのBE

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