211service.com
Rivestimenti irregolari per celle solari migliori
Fili, pori, rigonfiamenti e altre trame in nanoscala possono migliorare notevolmente le prestazioni di celle solari, display e persino rivestimenti autopulenti. Ora i ricercatori della Stanford University hanno sviluppato un modo più semplice ed economico per aggiungere queste caratteristiche a grandi superfici.
Striscio di nanosfera: L'utilizzo di un'asta rotante per depositare una sospensione di inchiostro di nanosfere di silice è un modo semplice per creare rivestimenti irregolari e nanostrutturati come questi tre.
Le strutture in nanoscala offrono particolari vantaggi nei dispositivi che interagiscono con la luce. Ad esempio, una cella solare a film sottile rivestita di nano pilastri è più efficiente perché i pilastri assorbono più luce e la convertono in elettricità. Altre trame su scala nanometrica offrono vantaggi simili in dispositivi ottici come la retroilluminazione del display.
Il problema è il ridimensionamento su grandi aree, afferma Yi Cui , un professore di scienza e ingegneria dei materiali di Stanford che ha guidato il nuovo lavoro. Molti metodi sono davvero complessi e non risolvono il problema, afferma Cui. La litografia può essere utilizzata per ritagliare caratteristiche su scala nanometrica con dimensioni precise, ma è costosa e difficile. Tecniche più semplici, come lo spin-coating di una superficie con nanoparticelle o l'uso di acidi per inciderla con piccoli fori, non consentono molta precisione.
Il gruppo di Cui ha adattato un processo che viene utilizzato commercialmente per produrre imballaggi flessibili. Un'asta avvolta con fili viene utilizzata per depositare uniformemente un rivestimento liquido contenente nanosfere di silice. La superficie trattata finisce con proprietà strutturali specifiche su scala nanometrica.
La modifica delle dimensioni delle nanoparticelle, l'utilizzo di fili di diverso diametro e l'applicazione di successivi trattamenti chimici possono modificare ulteriormente le proprietà della superficie. Il metodo di rivestimento è compatibile con i processi roll-to-roll utilizzati per stampare dispositivi flessibili su plastica, metallo e altri materiali e può essere utilizzato anche su superfici rigide come il vetro.
Nel diario Nano lettere , Cui riferisce che lui e il suo gruppo hanno realizzato superfici superidrofobiche e un dispositivo solare proof-of-concept. Per realizzare la cella solare, i ricercatori depositano metallo e silicio amorfo sulla superficie irregolare. Il risultato assorbe il 42% di luce in più rispetto a una superficie piana che utilizza la stessa quantità di materiali. Cui spera che la testurizzazione su nanoscala consentirà di produrre celle solari a film sottile che utilizzano pochissimo materiale ma sono ancora molto efficienti; ha realizzato tali dispositivi in passato utilizzando la fotolitografia e altre complesse tecniche di produzione.
Questo lavoro dimostra un metodo semplice ma efficace per ottenere un assemblaggio controllato di nanosfere su grandi aree, afferma Ali Javey , professore di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università della California, Berkeley. Potrebbe rappresentare un percorso verso una maggiore efficienza nelle celle solari a film sottile, senza aumentare i costi o la complessità del processo.
L. Jay Guo , professore di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università del Michigan che sta sviluppando sistemi di stampa roll-to-roll, afferma che il metodo dovrebbe essere utile per celle solari e display. Utilizza un metodo di rivestimento tradizionale a filo avvolto, applicabile a substrati di grandi dimensioni, afferma. Ma crede che il processo, che può applicare le superfici irregolari a 0,8 centimetri al secondo, potrebbe non essere abbastanza veloce per l'industria a meno che i ricercatori di Stanford non possano accelerare le cose.
Cui ora sta portando il lavoro in due direzioni. Il suo gruppo sta sintonizzando la dimensione delle particelle e la distanza tra loro per determinare quali caratteristiche sono le migliori per le celle solari. Sta anche sviluppando un rivestimento per diodi emettitori di luce che spera aiuterà i display a cristalli liquidi ad apparire più luminosi.