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納米管太陽能天線可提高光伏電池的產出

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摘要:納米管太陽能天線可提高光伏電池的產出
       

太陽能天線是由10微米長,4微米厚的纖維繩製成的。其中包括大約3000萬個碳納米管。

麻省理工學院的化學工程師通過使用碳納米管製成的太陽能天線,其利用的太陽能是普通太陽能光伏電池的100倍。

研究人員認為,這種天線可捕獲和聚集太陽能。由此可創建更小、而且發電量更高的太陽能電池陣列。

Charles and Hilda Roddey化學工程的副教授以及該研發團隊的領導人Michael Strano解釋說:“不是在整個屋頂使用光伏電池,你隻需在很小的地方安裝這種很小的帶有天線的光伏電池,天線就可以驅動光子。”

太陽能電池板通過把光子轉化為電流進行發電。納米管天線可提高捕獲光子的數量,並且通過太陽能電池把太陽能轉化為能源。

太陽能天線是由10微米長,4微米厚的纖維繩製成。其中包括大約3000萬個碳納米管。這個團隊製造出一種具有不同帶隙的兩層納米管纖維。

任何材料中都不同程度的帶有電子。當光子到達某些具體材料表麵時,使得電子具有更高的能量級別。電子和空穴對之間的反應形成激子,能量級別的差異被稱為帶隙。

具有較小帶隙的納米管可製成天線的內層,而具有較高帶隙的納米管覆蓋在天線的外層。因為激子的流動是從高能量到低能量的,外層的激子流向內層的激子,在這裏它們以較低的能量狀態存在。因此,當太陽光照射到材料表麵時,所有的光子都流向纖維的中心。

現在該研發團隊,正在就光子流向纖維中心過程中實現最低的能量損失開展工作,並且每個光子產生超過1個激子。目前,碳納米管會損失13%其吸收的能量,但是該團隊的目的是通過使用這種天線使得能量損失僅有1%。

Strano先生和其團隊的目的是,製造出可利用天線和其性能的光伏裝置。該團隊將在半導體材料的中心構建天線,這樣在太陽能電池把光子轉化為電流之前,就可對其進行聚集。

這種新的天線也可用於聚集太陽光的裝置,例如:夜視鏡或者望遠鏡。

這項碳納米管的研究出版在9月12日的自然材料刊物上。

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