دسته‌های نانولوله‌ای پیلهای خورشیدی کارآمدی می سازند ! - نسخه‌ی قابل چاپ +- انجمن های تخصصی فلش خور (http://www.flashkhor.com/forum) +-- انجمن: علم، فرهنگ، هنر (http://www.flashkhor.com/forum/forumdisplay.php?fid=40) +--- انجمن: دانستنیها و موضوعات علمی (http://www.flashkhor.com/forum/forumdisplay.php?fid=33) +--- موضوع: دسته‌های نانولوله‌ای پیلهای خورشیدی کارآمدی می سازند ! (/showthread.php?tid=143467)

دسته‌های نانولوله‌ای پیلهای خورشیدی کارآمدی می سازند ! - ∆ MeRzaD ∆ - 25-07-2014 دسته‌های نانولوله‌های کربنی می‌توانند راندمان پیل‌های خورشیدی فیلم نازک را افزایش دهند. محققان در آزمایشگاه ملی لاس آلاموس، طیف‌بینی سرعت بالا را برای این استفاده کرده‌اند که نشان دهند که این دسته‌های نانولوله‌ای نه تنها هنگام قرار گرفتن در معرض نور خورشید جفت‌های حفره – الکترون تولید می‌کنند، بلکه این جفت‌های حامل‌های بار را می‌توانند جدا کنند. مواد فوتوولتائیک فیلم نازک بهتر از مواد پیل خورشیدی مرسوم از قبیل سیلیکون، هستند؛ زیرا ساخت آنها ارزان‌تر است و سبک‌تر و انعطاف‌پذیرتر نیز هستند. برای تولید جریان الکتریکی، الکترون و حفره جفت‌شده قبل از برگشت به حالت اولیه و بازجذب داخل ماده، باید در مدت زمان کوتاهی جدا شوند. در پیل‌های خورشیدی، اکسایتون‌ها باید به سرعت به لایه دیگر در افزاره منتقل شوند؛ اما بطور معمول خیلی سریع بازجذب می‌شوند و این پدیده منجر به راندمان‌های پایین جذب نور می‌شود.   یک فوتون به یک دسته از نانولوله‌های کربنی برخورد می کنند و یک اکسایتون (یک الکترون و حفره‌ی جفت‌شده باهمدیگر) تولید می‌کنند و سپس آنها را به سرعت در یک فاصل بین لوله‌ها جدا می‌کنند. هر دو مرحله برای تولید جریان الکتریکی در یک پیل خورشیدی ضروری هستند. جیرد کروچت و همکارانش می‌گویند که دسته‌های نانولوله کربنی نیمه‌رسانا می‌توانند به رفع این مشکل کمک کنند. نانولوله‌های نیمه‌رسانای منفرد از راندمان کم ذکر شده در بالا، رنج می برند؛ اما تجمع دسته‌هایی از نانولوله‌هایی که کایرالیتی یکسانی دارند، می‌تواند بر این مشکل غلبه کند. چنین دسته‌های نانولوله‌ای همانند گرافن سرچشمه به نور جذب شده پاسخ می‌دهد، و بنابراین جداسازی بار توسط آنها می‌تواند بسیار موثر باشد. کروچت گفت: "این اثر برای یکپارچه‌سازی نانولوله‌های کربنی داخل افزاره‌های فوتوولتائیک بعنوان لایه‌های فعالی نویدبخش است که جذب نور و جداسازی بار را باهمدیگر انجام می‌دهند." مواد استفاده شده در این آزمایش‌ها، با سانتریفوژ نانولوله‌ها کربنی منفرد تولید شدند، بطوریکه نانولوله‌هایی با قطر و جهت پیچش یکسان باهمدیگر تجمع یافتند. این محققان دسته‌هایی با قطر و پیچشی انتخاب کردند که نور را در طول‌موج حدود 570 نانومتر (ایده‌آل برای قرارگیری در معرض نور خورشید) بطور قوی جذب می‌کنند. این محققان با قرار دادن نمونه‌ها در معرض نور لیزر و ضبط طیف‌های ده‌ها فمتوثانیه‌ای، قادر به مشاهده سیگنال‌هایی که مشخصه‌های اکسایتون‌های تشکیل‌شده هستند، و پیک‌های اضافی که نشان‌دهنده تولید الکترون‌ها و حفره‌های اضافی هستند، شدند. در نمونه‌های ساخته شده از نانولوله‌های کربنی منفرد دسته‌نشده، فقط پیک‌های مرتبط با تشکیل اکسایتون مشاهده شدند. این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر کرده‌اند.