Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Схематическое представление изгибов плёнки для солнечных батарей на основе мезопористого материала (a) и массива нанопроводов.
Рис.2. SEM-изображения нанопроводов, выращенных на пластиковой подложке с помощью низкотемпературного гидротермального синтеза: (a) только полученный образец и (b) образец после 2000 изгибов с радиусом 5 мм.
Рис.3. (a) Основные характеристики солнечной батареи: Jsc, Voc, FF, PCE, Rsh и Rse. (b) Сравнение параметра PCE (эффективность превращения энергии) в зависимости от количества циклов изгиба (квадратик – солнечная батарея с нанопроводами из оксида цинка, кружки – солнечная батарея с наночастицами оксида цинка).
Рис.4. SEM-изображения наночастиц оксида цинка на поверхности нанопроводов ZnO: (a) до изгиба, (b) после 1000 циклов изгиба радиусом 5 мм. (c) Вольтамперная характеристика солнечной батареи на основе нанопроводов из оксида цинка (треугольник), нанопроводов, модифицированных наночастицами оксида цинка (кружки) и вольтамперная характеристика последней солнечной батареи после 5 циклов изгиба с радиусом 5 мм. Вставка: спектр поглощения красителя, полученного растворением нанопроводов в KOH. Содержание красителя в модифицированной солнечной батареи намного выше, чем в не модифицированной.

Гибкие солнечные батареи на основе нанопроводов оксида цинка

Ключевые слова:  красители, нанотехнологии, наночастицы, оксид цинка, солнечные батареи

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

02 сентября 2008

Гибкие солнечные батареи на основе красителей, созданные на пластиковой подложке – лёгкие, тонкие и удобные. Стоимость их производства невысока, и они могут принимать самые необычные формы. Всё это является определяющими критериями для применения в портативных устройствах. На сегодняшний день разработано множество технологий получения данного рода солнечных батарей, однако существует потребность в создании именно высокогибких устройств. Обычная технология производства заключается в нанесении тонкой плёнки пористого материала (например, TiO2 или ZnO) с последующей пропиткой «губки» различными красителями: высокое содержание красителя обеспечивает более высокое значение КПД устройства. При этом конструкция остаётся жёсткой, а большие изгибы могут привести к трещинам, что снижает срок службы устройства и его эффективность.

Авторы работы, опубликованной в Applied Physics Letters, использовали низкотемпературный гидротермальный синтез для получения морфологии, подобной той, что представлена на рисунке 1b. На рисунке 2 представлены микрофотографии полученных нанопроводов оксида цинка. Был проведён ряд экспериментов по изгибу изготовленной солнечной батареи и измерению основных её параметров (рис.3); результаты свидетельствуют о том, что значительных изменений свойств не наблюдается даже после 2000 изгибов.

Далее учёные решили модифицировать поверхность нанопроводов оксида цинка, вследствие недостаточной эффективности полученного ранее устройства. Микрофотографии модифицированного материала для солнечной батареи и сравнения характеристик с материалом на основе не модифицированных нанопроводов представлены на рисунке 4. Применение наночастиц на поверхности нанопроводов позволило увеличить общую эффективность работы солнечной батареи более чем в 2 раза, при этом после изгибов вольтамперные характеристики устройства практически не изменились.

Учёные надеются, что развитие подобных подходов для создания солнечных батарей позволит создавать дешёвые и гибкие солнечные батареи, которые найдут своё применение в одежде, портативной технике и т.д.




Комментарии
Владимир Владимирович, 03 сентября 2008 05:09 
Спасибо за прекрасно сделанную заметку о интересной и полезной статье
Смирнов Евгений Алексеевич, 03 сентября 2008 08:54 
да не за что..ю
Гудилин Евгений Алексеевич, 03 сентября 2008 10:21 
Ну не скромничай, Женя...
Владимир Владимирович, 03 сентября 2008 15:50 
И правда очень интересная статья (особенно ведь APL читать руки не доходят), и заметка хорошо сделана (со всей "зубастой" ответственностью утверждаю )
g e n, 04 сентября 2008 21:27 
Интересно, а что иллюстрируют фотографии 4а и 4б при такой разнице масштабов?
Смирнов Евгений Алексеевич, 05 сентября 2008 00:35 
а я хз...вы у авторов спросите, я сам был удивлён "приятно"
Владимир Владимирович, 05 сентября 2008 06:26 
Думается, что после макроизгибов - самое важное подтвердить отсутствие макротрещин.
Структура микронного уровня вряд ли меняется от таких деформаций, и одного изображения достаточно по минимуму.
Также важно иметь в виду очень жесткий сжатый формат APL, в других журналах авторы вероятно смогли бы позволить себе опубликовать изображения "до и после" в обоих масштабах.
g e n, 05 сентября 2008 07:53 
Cкорее всего так и есть. Хотя для пористых материалов боятся микроразрушений, если верить рис.1.
Владимир Владимирович, 05 сентября 2008 15:18 
Рис. 1 масштаба не имеет, но уточнил "микроуровень", как "микронный" выше в связи со значительной справедливостью Вашего конструктивного комментария!
g e n, 06 сентября 2008 08:34 
Понятно, что рис.1 схема. Но если боролись и побороли именно микроразрушения, то почему бы не дать такое фото? Или там видно "осыпание" наночастиц с нанопроволоки?
Владимир Владимирович, 06 сентября 2008 10:46 
Изгиб был с макро-радиусом 5 мм, то есть главные ожидаемые проблемы с "макро" разрушениями на уровне порядка сотен микрон, отсутствие оных после значительного числа изгибов и продемонстрировано рисунками 2б и 4б.
Смирнов Евгений Алексеевич, 06 сентября 2008 16:54 
Кстати, наверное так оно и есть, так как при большом количестве изгибов начинают меняться характеристики, т.е. какое-то совершенно незначительное микроразрушение происходит
А как эта батарея может применяться в быту или же на заводе? Когда? Надеюсь, что надёжно.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Цинковый сфагнум
Цинковый сфагнум

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.