Медные нанопровода могут стать основой для новых солнечных элементов

Банерджи, доцент кафедры материаловедения и эксперт по работе с наноматериалами, Фей Ву, старший научный сотрудник, и Юн Мён, доктор философии, научный сотрудник, работающий в докторантуре, также сделали шаг к тому, чтобы солнечные элементы стали более рентабельными.Банерджи и его команда работали с медной фольгой, простым материалом, похожим на бытовую алюминиевую фольгу.

Когда большинство металлов нагревается, они образуют толстую пленку оксида металла. Однако некоторые металлы, такие как медь, железо и цинк, образуют структуры, похожие на траву, известные как нанопроволоки, которые представляют собой длинные цилиндрические структуры шириной несколько сотен нанометров и высотой многих микрон. Они намеревались определить, как растут нанопроволоки.«Другие исследователи смотрят на эти провода сверху вниз», — говорит Банерджи. «Мы хотели сделать что-то другое, поэтому мы сломали наш образец и посмотрели на него сбоку, чтобы увидеть, получили ли мы другую информацию, и мы это сделали».

Результаты исследования были недавно опубликованы в CrystEngComm. Международный центр передовых возобновляемых источников энергии Вашингтонского университета Фонд устойчивого развития (I-CARES) и Глобальное партнерство в области энергетики и окружающей среды Академии Макдоннелла (MAGEEP) предоставили финансирование для исследования.Команда использовала рамановскую спектроскопию, метод, который использует свет от лазерного луча для взаимодействия с молекулярными колебаниями или другими движениями. Они обнаружили нижележащую толстую пленку, состоящую из двух разных оксидов меди (CuO и Cu2O), через которые проходят узкие вертикальные столбики зерен.

Между этими столбцами они обнаружили границы зерен, которые действовали как артерии, через которые проталкивалась медь из нижележащего слоя при воздействии тепла, создавая нанопроволоки.«Сейчас мы играем с этим механизмом переноса ионов, включаем и выключаем его и смотрим, сможем ли мы получить какие-то другие формы проводов», — говорит Банерджи, руководитель Лаборатории новых и прикладных наноматериалов (L.E.A.N.).Как и солнечные элементы, нанопроволоки имеют структуру монокристалла или представляют собой сплошной кусок материала без границ зерен, говорит Банерджи.«Если бы мы могли взять их и изучить некоторые из основных оптических и электронных свойств, мы могли бы потенциально создавать солнечные элементы», — говорит он. «С точки зрения оптических свойств оксиды меди могут стать материалом для сбора солнечной энергии».

Находка также может принести пользу другим инженерам, которые хотят использовать монокристаллические оксиды в научных исследованиях. По словам Банерджи, производство монокристалла Cu2O для исследований очень дорогое, и стоит около 1500 долларов за один кристалл.

«Но если вы можете жить с этой формой, которая представляет собой длинный провод вместо маленького кристалла, вы действительно можете использовать его для изучения основных научных явлений», — говорит Банерджи.Команда Банерджи также ищет другие способы использования нанопроволоки, в том числе в качестве полупроводника между двумя материалами, в качестве фотокатализатора, фотоэлектрического элемента или электрода для расщепления воды.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *