Петля серебряных нанопроводовМануэла Гобельт в команде профессора Силка Кристиансена теперь развивала изящное новое решение, используя только часть серебряного и совершенно лишенный из индия, чтобы произвести технологически интригующий электрод.
Докторант первоначально сделал приостановку серебряных нанопроводов в этаноле, используя методы влажной химии. Она тогда передала эту приостановку с пипеткой на основание, в этом случае кремниевая солнечная батарея. Поскольку растворитель испарен, серебряные нанопроводы организуют себя в свободную петлю, которая остается прозрачной, все же достаточно плотной, чтобы сформировать непрерывные текущие пути.
Герметизация кристаллами AZOВпоследствии, Гобелт использовал атомный метод смещения слоя, чтобы постепенно применить покрытие очень легированного широкого полупроводника запрещенной зоны, известного как AZO. AZO состоит из цинковой окиси, которая лакируется с алюминием. Это намного менее дорого, чем ITO и так же прозрачно, но не совсем как электрически проводящий.
Этот процесс заставил крошечные кристаллы AZO формироваться на серебряных нанопроводах, окутал их полностью, и наконец заполнил промежутки. Серебряные нанопроводы, измеряя приблизительно 120 нанометров в диаметре, были покрыты слоем приблизительно 100 нанометров AZO и заключены в капсулу этим процессом.Качественная карта вычислилаИзмерения электрической проводимости показали, что недавно разработанный сложный электрод сопоставим с обычным серебряным электродом сетки.
Однако его работа зависит от того, как хорошо нанопроводы связаны, который является функцией длин провода и концентрацией серебряных нанопроводов в приостановке. Ученые смогли определить степень организации сети заранее с компьютерами. Используя специально разработанные аналитические алгоритмы изображения, они могли оценить изображения, взятые с растровым электронным микроскопом, и предсказать электрическую проводимость электродов от них.
«Мы занимаемся расследованиями, где данный непрерывный проводящий путь нанопроводов прерван, чтобы видеть, где сеть еще не оптимальна», объясняет Ральф Кединг. Даже с высокоэффективными компьютерами, все еще первоначально потребовалось почти пять дней, чтобы вычислить хорошую «качественную карту» электрода. Программное обеспечение теперь оптимизируется, чтобы уменьшить время вычисления. «Анализ изображения дал нам ценный ключ к разгадке то, где мы должны сконцентрировать наши усилия увеличить работу электрода, такой, как увеличено организация сети, чтобы улучшить области бедного освещения, изменив длины провода или проводную концентрацию в решении», говорит Гобелт.
Практический aternative к обычным электродам«Мы развивали практическую, рентабельную альтернативу обычным напечатанным экраном электродам сетки и общему типу ITO, которому угрожают, однако, материальные узкие места», говорит Кристиансен, который возглавляет Институт Наноархитектуры для энергетического Преобразования в HZB и дополнительно направляет проектную группу на Институт Макса Планка Науки о Свете (MPL).Только фракция серебра, почти никакие теневые эффектыНовые электроды могут на самом деле быть сделаны, используя только 0,3 грамма серебра за квадратный метр, в то время как обычные серебряные электроды сетки требуют ближе к между 15 и 20 граммами серебра. Кроме того, новый электрод бросает значительно меньшую тень на солнечной батарее. «Сеть серебряных нанопроводов так прекрасна, что почти никакой свет для преобразования солнечной энергии не потерян в клетке из-за тени», объясняет Гобелт.
Наоборот, она надеется, что «для серебряных нанопроводов могло бы даже быть возможно рассеять свет в поглотители солнечной батареи способом, которым управляют, через то, что известно как плазмонные эффекты».