Bundel nanotube dapat meningkatkan sel surya

Film tipis sel surya bisa dibuat jauh lebih efisien dengan tambahan bundel dari nanotube karbon. Jadi kata para peneliti di Los Alamos National Laboratory di AS, yang telah menunjukkan bahwa bundel dapat digunakan untuk cekatan melakukan dua langkah penting untuk menghasilkan arus listrik. Ini adalah pertama kalinya ini telah dibuktikan dalam bahan film tipis fotovoltaik tunggal.Film tipis bahan fotovoltaik unggul-sel surya konvensional bahan, seperti silikon, dalam bahwa mereka lebih murah untuk membuat, lebih ringan dan lebih fleksibel. Mereka bekerja dengan menyerap foton dari sinar matahari dan mengkonversi ini menjadi pasangan elektron-lubang, yang dikenal sebagai "excitons". Kemudian, dalam rangka untuk menghasilkan arus listrik, sebuah elektron dan lubang harus dipisahkan cepat sebelum kedua partikel kembali bersama dan diserap ke dalam bahan. Pada sel surya yang ada, ini excitons biasanya diserap terlalu cepat, mengarah ke efisiensi rendah.


Jared Crochet dan rekan percaya bahwa ini proses pemisahan dalam sel surya film tipis dapat difasilitasi dengan menambahkan bundel semikonduktor nanotube karbon. Para peneliti telah menemukan bahwa sementara nanotube individu jarang digunakan, efisiensi dapat ditingkatkan jika nanotube yang digabungkan bersama-sama dalam kelompok-kelompok yang memiliki kiralitas yang sama. Properti ini menggambarkan arah di mana lembaran graphene telah dipelintir untuk membentuk tabung - dari kiri ke kanan, atau kanan ke kiri.Sebuah efek yang menjanjikanBundel nanotube tersebut merespon cahaya yang diserap dalam cara yang sama seperti graphene bahan induk, dan pemisahan muatan sehingga bisa sangat efisien. "Efek ini menjanjikan untuk menggabungkan nanotube karbon ke perangkat fotovoltaik sebagai lapisan aktif di mana baik penyerapan cahaya dan pemisahan muatan dapat terjadi," kata Crochet.Bahan yang digunakan dalam percobaan ini diproduksi oleh pemusingan nanotube karbon individu sehingga tabung dari arah yang sama dan diameter memutar dikumpulkan bersama. Para peneliti memilih bundel dengan diameter dan twist yang sangat menyerap cahaya pada panjang gelombang sekitar 570 nm - ideal untuk paparan sinar matahari.Dengan mengekspos sampel ke flash singkat spektrum sinar laser dan merekam setiap puluhan femtosekon, tim Crochet adalah mampu mengamati sinyal yang merupakan ciri khas dari excitons terbentuk, ditambah puncak tambahan yang menunjukkan produksi elektron bebas dan lubang. Dalam sampel terbuat dari non-paket, nanotube karbon individu, hanya puncak sesuai dengan exciton penciptaan terlihat.Mengembangkan untuk dunia nyataPara peneliti kini merencanakan untuk menggabungkan tunggal-kiralitas, semikonduktor nanotube karbon-jaringan menjadi dunia nyata perangkat fotovoltaik sebagai lapisan aktif. "Kami idealnya ingin melihat sel semua karbon surya yang terbuat dari graphene, graphene oksida dan karbon nanotube," kata Crochet.Tim ini juga sibuk berusaha untuk lebih memahami exciton disosiasi dan biaya transportasi dalam bundel nanotube menggunakan teknik spektroskopi berkecepatan tinggi. "Keuntungan memiliki materi dalam perangkat adalah bahwa kita dapat menyelidiki setiap langkah, dari penyerapan foton ke koleksi biaya," menyimpulkan Crochet.Pekerjaan itu dilaporkan dalam Physical Review Letters.

SOURCE @ http://physicsworld.com/