โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ - 2019

ทฤษฎีใหม่อาจนำไปสู่เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

Anonim

โมเดลทฤษฎีใหม่ที่พัฒนาขึ้นโดยอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยฮูสตัน (UH) และUniversité de Montréalอาจเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาวัสดุที่ดีกว่าสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์

การโฆษณา


Eric Bittner จอห์นและศาสตราจารย์ด้านเคมีและฟิสิกส์ของ Rebecca Moores ในวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ของ UH และคาร์ลอสซิลวารองศาสตราจารย์ที่Université de Montréalและ Canada Research Chair ใน Organic Semiconductor Materials กล่าวว่าแบบจำลองนี้อาจนำไปสู่การใหม่ วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากการผสมผสานที่ดีขึ้นของพอลิเมอร์กึ่งตัวนำและ fullerenes

นักวิจัยได้อธิบายถึงการค้นพบของพวกเขาในบทความเรื่อง "ความสอดคล้องกันของควอนตัมที่เกิดจากเสียงรบกวนทำให้ไดรฟ์สร้างภาพผู้ให้บริการภาพแบบไดนามิกที่ Polymeric Semiconductor Heterojunctions" ที่ปรากฏใน Nature Communications ในเดือนมกราคม 2014

"นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นภายในวัสดุที่ทำจากเซลล์แสงอาทิตย์เรากำลังพยายามที่จะได้รับการสังเคราะห์แสงหรือ photophysics พื้นฐานที่อธิบายว่าเซลล์เหล่านี้ทำงานได้อย่างไร" Bittner กล่าว

เซลล์แสงอาทิตย์ทำจากสารกึ่งตัวนำอินทรีย์ - โดยปกติจะผสมวัสดุ อย่างไรก็ตามเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากวัสดุเหล่านี้มีประสิทธิภาพประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์ Bittner กล่าวเพิ่มเติมว่าวัสดุชนิดใหม่ที่มีส่วนผสมของฟูลเลอร์เรน / พอลิเมอร์มีเพียงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น

"ทฤษฎีนี้มีข้อ จำกัด ด้านประสิทธิภาพของเซลล์สุริยะที่เหมาะที่สุดคือวงเงิน Shockley-Queisser ทฤษฎีที่เราตีพิมพ์ได้กล่าวถึงวิธีการที่เราอาจจะได้รับข้อ จำกัด ทางทฤษฎีมากกว่านี้โดยการใช้ประโยชน์จากผลกระทบเชิงควอนตัม" Bittner กล่าว "ด้วยการทำความเข้าใจกับผลกระทบเหล่านี้และการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ในการออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์เราเชื่อว่าคุณสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้"

ซิลวาเสริมว่า "ในเซมิคอนดักเตอร์โพลีเมอร์ซึ่งเป็นพลาสติกที่เป็นชั้นเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้งานอยู่โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกของวัสดุมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับการเคลื่อนที่ของแรงสั่นสะเทือนภายในห่วงโซ่พอลิเมอร์ผลเชิงควอนตัมเชิงกลจากการควบรวมของการสั่นสะเทือนอิเล็กตรอน กระบวนการทางกายภาพที่น่าสนใจมากมายซึ่งสามารถควบคุมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการออกแบบวัสดุที่ใช้ประโยชน์ได้ดีที่สุด "

แนวคิดสำหรับรูปแบบนี้เกิดขึ้นในขณะที่ Bittner เป็นนักฟุลไบรท์แคนาดาอัจฉริยะและเยี่ยมอาจารย์ที่Université de Montréalร่วมมือกับ Silva ผู้เชี่ยวชาญด้านการส่องกล้องส่องทางไกลและสารกึ่งตัวนำอินทรีย์ที่มีความเร็วสูง

Bittner กล่าวว่าประโยชน์ของรูปแบบของพวกเขาคือการให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในระบบเซลล์แสงอาทิตย์

"แบบจำลองทางทฤษฎีของเราสามารถทำสิ่งที่คุณไม่สามารถหาได้จากแบบจำลองโมเลกุล" เขากล่าว "มันเป็นส่วนใหญ่เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ช่วยให้เราสามารถมองไปที่ระบบที่มีขนาดใหญ่กว่าที่มีหลายพันโมเลกุลคุณไม่สามารถคำนวณทางเคมีควอนตัมธรรมดา ๆ ในระบบขนาดนั้นได้"

การคำนวณได้รับการกระตุ้นให้มีการทดลองใหม่ ๆ โดย Silva's group เพื่อสำรวจผลลัพธ์ที่คาดการณ์ตามแบบจำลองของพวกเขา

ขั้นตอนต่อไปของ Bittner และ Silva เกี่ยวข้องกับการร่วมมือกับนักวิจัยซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการทำโพลีเมอร์และการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์

งานที่ UH ได้รับทุนจาก Robert Welch Foundation และ National Science Foundation งานวิจัยในแคนาดาได้รับการสนับสนุนจากสภาวิจัยแห่งชาติและสภาวิจัยแห่งแคนาดา

การโฆษณา



เรื่องราวที่มา:

วัสดุที่จัดโดย Université de Montréal หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


Journal Reference :

  1. Eric R. Bittner, Carlos Silva การเชื่อมโยงกันของควอนตัมที่เกิดจากเสียงจะทำให้ไดนามิกไดนามิกของผู้ให้บริการถ่ายภาพโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโพลีเมอร์เซมิคอนดักเตอร์ การสื่อสารธรรมชาติ, 2014; 5 DOI: 10.1038 / ncomms4119