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

 

Ежики
Ежики

Разминочные викторины по предметам стартовали на Наноолимпиаде
ХIV Всероссийская олимпиада по нанотехнологиям началась. Мы открыли впервые за 13 лет отдельные тесты для школьников по основным предметным направлениям - химии, физике, математике, биологии. Это первые (новые) официальные конкурсы олимпиады, фактически, разминка, дальше будет больше и интереснее...

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»:Динамическое термоодеяло по мотивам кожи кальмара. Газоанализатор на висмутене. Фуллерены для Тиффани. Магнетизм доменной стенки в сегнетоэлектрике или магнитоэлектрическая “сказка наоборот”. 100-летний юбилей академика Исаака Марковича Халатникова. Нобелевская премия 2019.

"Новые нанотехнологии" для "Кванториума"
Новая образовательная программа по основам нанотехнологий разработана для детских технопарков «Кванториум»

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.