наноструктура солнечных элементов

Нанотехнологии повышают эффективность конверсии солнечной энергии

наноструктура солнечных элементов

Европейские учёные детально изучили процесс самоорганизации нанотрубок, что позволило разработать оригинальные композиции, прекрасно подходящие для конверсии солнечной энергии.

Самоорганизующиеся одноразмерные (1D) оксидные системы нанотрубок — популярный объект исследования благодаря экстремально высокому отношению их площади поверхности к объёму, что приводит к появлению очень интересных и полезных свойств. В частности, упорядоченные массивы пористого оксида титана (TiO2), или TiO2-нанотрубки, получаемые электрохимической анодизацией, интенсивно изучаются более двадцати лет. На сегодня TiO2 является единственным материалом, подходящим для использования в качестве фотокатализатора, т. е. вещества, применяющего солнечную энергию для ускорения химических реакций, что обусловлено его высокой эффективностью и стабильностью, низкой ценой и безопасностью для людей и природы.

Исследователи из Германии, работавшие по финансируемой Евросоюзом программе FP6-NMP, приготовили и систематически изучили самоорганизующиеся TiO2-нанотрубки с упорядоченной структурой, подобной структурам пористого оксида алюминия и кремниевых нанотрубок. Учёные старались выяснить, какие ключевые параметры отвечают за проявление феномена самоорганизации TiO2-нанотрубок, в частности за их размерность (толщину), пространственную ориентацию и морфологию. Конечной целью проекта было создание новейших функциональных и структурных материалов с выдающимися рабочими характеристиками для использования, к примеру, в цветосенсибилизированных солнечных батареях.

Механизм самоорганизации нанотрубок изучался с применением самых разнообразных методов исследования поверхности, включая спектрометрию обратного резерфордовского рассеяния и нейтронно-радиационный анализ, использующий эффект Мёссбауэра, для построения профиля поверхности.

В результате был сделан следующий вывод: наиболее перспективным методом практического усиления фотокаталитической активности TiO2-нанотрубок — важнейшего параметра для материала, конвертирующего солнечную энергию, — является допирование массива этих нанотрубок серебром или железом.

Эти рекомендации уже приняты к исполнению европейским консорциумом TI-Nanotubes, поэтому можно быть уверенным, что в скором времени новый материал появится в первых коммерческих образцах высокоэффективных солнечных батарей.

Источник: www.ip-sun-stream.ru