納米碳管為太陽能電池帶來新曙光
發布時間:2009-10-12
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meiguokexuejialiyongnamitanguanzhizuochuxinxingtaiyangnengdianchi,zaixishoudengliangdeguangzixianengchanshenggengduodeguangdianliu,qixiaonengjiangyouyuxianxingdeguangfudianchi。tamenzhengmingnamitanguanzuochengdeguangerjiguan(photodiode)吸收一個光子能產生多組電子空穴對(electron-holepair),不像傳統的光二極管隻能產生一組。康乃爾大學參與這項研究的NathanGabor表示,這項技術若能應用於大尺寸的太陽能電池,勢必能突破以往轉換效率的限製。
現行的光伏電池每吸收一個光子頂多產生一組電子空穴對,然而康乃爾大學PaulMcEuen領軍的研究團隊利用單壁式納米碳管製成光伏電池,打破了這項限製。此裝置由長約3~4μm、管徑介於1.5~3.6nm的碳管製成,碳管被安置在絕緣基板上的電極之間,在電極上施加偏壓時,電極間的碳管形成一個p-n接麵光二極管。
研究人員以激光照射光二極管,同時在碳管上施加逆偏壓,並監測光電流。結果在溫度低於90K且(qie)施(shi)加(jia)與(yu)電(dian)流(liu)反(fan)向(xiang)的(de)偏(pian)壓(ya)時(shi),觀(guan)察(cha)到(dao)多(duo)重(zhong)載(zai)子(zi)的(de)產(chan)生(sheng)。隨(sui)著(zhe)此(ci)偏(pian)壓(ya)增(zeng)大(da),電(dian)流(liu)呈(cheng)階(jie)梯(ti)狀(zhuang)增(zeng)加(jia)。若(ruo)提(ti)高(gao)入(ru)射(she)光(guang)子(zi)的(de)能(neng)量(liang),電(dian)流(liu)的(de)階(jie)梯(ti)會(hui)變(bian)寬(kuan)。
通tong常chang一yi個ge光guang子zi隻zhi能neng將jiang一yi個ge電dian子zi往wang上shang激ji發fa一yi個ge次ci能neng帶dai,康kang乃nai爾er小xiao組zu認ren為wei多duo重zhong電dian子zi空kong穴xue對dui的de產chan生sheng是shi由you於yu光guang子zi提ti供gong碳tan管guan電dian子zi更geng大da量liang的de能neng量liang,使shi得de第di二er次ci能neng帶dai或huo以yi上shang的de電dian子zi也ye可ke以yi在zai二er極ji管guan中zhong移yi動dong並bing激ji發fa其qi它ta電dian子zi,而er當dang第di二er次ci能neng帶dai的de載zai子zi獲huo得de足zu夠gou能neng量liang去qu激ji發fa額e外wai的de電dian子zi時shi,產chan生sheng的de電dian流liu就jiu會hui出chu現xian階jie梯ti狀zhuang改gai變bian。
Gaborzhichu,diercinengdaifazhidecunzaiyiweizheshangshuguochengjihuyongjiangsuoyouguangzishengyudenengliang,zaijiashangdianchangdenengliang,yiqiyonglaijiangdanyidianzizhuanhuanchengduozhongdianzi,zheduiyushixiangaoxiaonengtaiyangnengdianchidezuizhongmubiaoxiangdangzhongyao,yinweihouzhezhuiqiudejiushijinhubaifenzhibaidijiangguangnengyonglaijifadianzikongxuedui。
- 美國科學家利用納米碳管製作出新型太陽能電池
- 其效能將優於現行的光伏電池
- 若應用於大尺寸的太陽能電池勢必突破以往轉換效率的限製
- 對於實現高效能太陽能電池的最終目標相當重要
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現行的光伏電池每吸收一個光子頂多產生一組電子空穴對,然而康乃爾大學PaulMcEuen領軍的研究團隊利用單壁式納米碳管製成光伏電池,打破了這項限製。此裝置由長約3~4μm、管徑介於1.5~3.6nm的碳管製成,碳管被安置在絕緣基板上的電極之間,在電極上施加偏壓時,電極間的碳管形成一個p-n接麵光二極管。
研究人員以激光照射光二極管,同時在碳管上施加逆偏壓,並監測光電流。結果在溫度低於90K且(qie)施(shi)加(jia)與(yu)電(dian)流(liu)反(fan)向(xiang)的(de)偏(pian)壓(ya)時(shi),觀(guan)察(cha)到(dao)多(duo)重(zhong)載(zai)子(zi)的(de)產(chan)生(sheng)。隨(sui)著(zhe)此(ci)偏(pian)壓(ya)增(zeng)大(da),電(dian)流(liu)呈(cheng)階(jie)梯(ti)狀(zhuang)增(zeng)加(jia)。若(ruo)提(ti)高(gao)入(ru)射(she)光(guang)子(zi)的(de)能(neng)量(liang),電(dian)流(liu)的(de)階(jie)梯(ti)會(hui)變(bian)寬(kuan)。
通tong常chang一yi個ge光guang子zi隻zhi能neng將jiang一yi個ge電dian子zi往wang上shang激ji發fa一yi個ge次ci能neng帶dai,康kang乃nai爾er小xiao組zu認ren為wei多duo重zhong電dian子zi空kong穴xue對dui的de產chan生sheng是shi由you於yu光guang子zi提ti供gong碳tan管guan電dian子zi更geng大da量liang的de能neng量liang,使shi得de第di二er次ci能neng帶dai或huo以yi上shang的de電dian子zi也ye可ke以yi在zai二er極ji管guan中zhong移yi動dong並bing激ji發fa其qi它ta電dian子zi,而er當dang第di二er次ci能neng帶dai的de載zai子zi獲huo得de足zu夠gou能neng量liang去qu激ji發fa額e外wai的de電dian子zi時shi,產chan生sheng的de電dian流liu就jiu會hui出chu現xian階jie梯ti狀zhuang改gai變bian。
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