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布鲁克海文实验室与洛斯阿拉莫斯共同研发透明纳米薄膜

仪器信息网 2010/11/08 12:06:42 点击 343 次
赛多利斯

  美国能源部布鲁克海文国家实验室(Brookhaven)和洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos)于近日宣称,其研究结果表明透明薄膜具有在相对较大面积内吸收光并生产电荷的能力。同时,两家实验室的专家还在《化学材料》(Chemistry of Materials) 期刊上发表了相关文章,称此材料可用于生产透明太阳能电池板或太阳能窗户,从而在实际应用中将吸收的太阳能转换至可使用电力。

六边形的边密集地排列,可吸收强烈光线,也可以方便地进行发电

  据称,此种材料是在半导体聚合物中注入富含丰富碳元素的富勒烯(fullerenes)而制成的。在监控条件下,这种材料可以在数微米大的面积上进行自组装并形成如蜂窝状的可重复网格。此蜂窝薄膜是在聚合物/富勒烯混合溶液中滴入微米大小的水滴使其遍布溶液表层而制成的。随着溶剂的蒸发,此聚合物逐渐形成六角型图案,即蜂巢状外观。

  “虽然这种蜂窝状图案的薄膜此前曾使用聚苯乙烯等传统聚合物进行制作,但此文章首次提出半导体及富勒烯的混合材料可以有效地吸收光线、产生电荷并进行分离电荷。”布鲁克海文国家实验中心的功能纳米材料首席科学家及物理化学家米尔恰•科特勒特表示(Mircea Cotlet)。

  “此外,由于这种材料的聚合物链只在六角形的边缘处分布稠密,而其余的中心面积则分布非常薄且相对松散,因此其具有较高的透明性。分布稠密的边角处可以更容易地吸收光线并同时促进发电,而中心地带则由于无法吸收足够光线而保持相对透明。”

  据CFN材料科学家Xu Zhihua先生表示,此大面积图案可应用在许多方面用来生产能源,包括太阳能窗户、透明太阳能电池板及光显示等。

  此蜂窝结构的一致性已被诸多扫描探针和电子显微镜方法验证。此外,结构中的边缘位置、蜂窝中心及网格节点处的光学性质和生产电荷,也已经过共聚焦荧光时间分辨荧光显微镜的测试。

  “溶剂蒸发速率越慢,所产出的聚合物就越紧凑,电荷传输效果也就越好,” 科特勒特在讨论聚合物的形成时指出,他还表示,材料的成型程度取决于溶剂的蒸发速率,同时也就决定了材料的电荷传输速率。

  科特勒特总结道:“我们的工作使我们更深入地了解了蜂窝结构的光学特性。下一步将是使用这些蜂窝薄膜来制作透明柔性有机太阳能电池及其他设备。”

[来源:索比太阳能网]  
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编辑: 刘玉兰
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