科学家们用新的金纳米簇技术发展太阳能

 

我们首次报道了由聚3,4-乙烯-二氧噻吩:聚苯乙烯-磺酸盐(PEDOT:PSS)薄膜组成的纳米复合空穴阻隔层的制备，该薄膜中包含由金分子前体Au144(SCH2CH2Ph)60组装而成的金纳米粒子网络。这些薄膜可以在氧化铟锡上通过在氯苯中纺丝Au144(SCH2CH2Ph)60溶液，在400℃退火得到的薄膜，然后在上面纺丝PEDOT:PSS来重复制备。利用我们的纳米复合空穴阻挡层提高了体异质结有机太阳能电池的光电转换效率。通过改变起始溶液中Au144(SCH2CH2Ph)60的浓度和退火时间，获得了从单个金纳米粒子(AuNPs)到镶嵌网状金纳米结构(Tess-AuNPs)的不同金纳米结构。通过将Tess-AuNPs嵌入PEDOT:PSS中，有机太阳能电池的效率比参考电池提高了10%。天富登录测速

 

来自西方大学的研究人员使用了比以前研究少1万倍的黄金，用新的“金纳米簇”技术提高了太阳能性能。天富登录测速

 

西方大学(Western University)的科学家们发现，用144个金原子制造的小分子可以使太阳能电池性能提高10%以上。这些发现最近发表在影响力巨大的期刊《纳米尺度》(Nanoscale)上。西方科学学院的Giovanni Fanchini说，这代表了一种改变游戏规则的创新，有潜力让太阳能成为主流，并大幅降低世界对传统资源能源的依赖。

 

加拿大碳基纳米材料和纳米光电子学研究负责人Fanchini说，这项新技术可以很容易地快速跟踪，并在1到2年内集成到太阳能电池板的原型中，在短短5年内集成到太阳能手机中。

 

凡基尼说:“每次你给手机充电时，你都得给它充电。”凡基尼是韦斯特大学物理与天文系的助理教授。“如果你可以随时为手机、平板电脑或笔记本电脑等移动设备充电，那会怎么样?”这不仅方便，而且潜在的能源节约将是巨大的。”

 

西方研究人员已经开始与太阳能组件制造商合作，将他们的发现整合到现有的太阳能电池技术中，并对其潜力感到兴奋。

 

Fanchini说:“加拿大商业行业已经拥有大量的太阳能制造技术。”“我们的发明是模块化的，是对现有生产流程的补充，所以我们希望很快就能有一个工作原型。”

 

为了增强纳米等离子体，Fanchini和他的团队使用“金纳米团簇”作为构建模块，在更传统的太阳能电池板上创建一个灵活的天线网络，以吸引更多的光。纳米技术是在分子水平上创造功能系统的科学，纳米等离子体学研究光与这些系统之间的相互作用。

 

Fanchini解释说:“想象一个极其精致的黄金渔网。”他还指出，这种天线非常微小，即使用传统光学显微镜也看不见。“鱼网捕捉到太阳发出的光，并把它吸引到太阳能电池的活跃区域。”

 

据Fanchini说，黄金反射的光谱以黄色为中心，与太阳的光谱相匹配，这使得它更适合这种天线，因为它大大放大了直接射入设备的阳光量。

 

“黄金非常结实，抗氧化能力强，不易损坏，是长期使用的最佳材料，”Fanchini说。“黄金也可以回收利用。”

 

一段时间以来，人们已经知道更大的金纳米颗粒可以提高太阳能电池的性能，但是西方的研究小组以“小得可笑的数量”得到了结果——大约比以前的研究少了1万倍，也便宜了1万倍。

 

发表:Reg Bauld等，“来自Au144(SCH2CH2Ph)60分子前体的镶嵌金纳米结构及其在有机太阳能电池增强中的应用”，纳米尺度，2014,6,7570-7575;DOI: 10.1039 / C4NR01821D