forums של אנרגיות: חברה, אקולוגיה וטכנולוגיות נקיות

מדעי הפיזיקה והננו-טכנולוגיות
תאים פוטו-וולטאיים "Arc en Ciel"

באוניברסיטת נוטרדאם, אינדיאנה, קבוצת חוקרים בראשות ד"ר פרשנט ו. קמט פיתחה תאים פוטו-וולטאיים על ידי שילוב של נקודות קוונטיות מוליכים למחצה בגדלים שונים ובצינורות TiO2 במקום מוליכים למחצה מנוגדים, מה שהופך אותם ליעילים בהרבה. המחקר, שנתמך על ידי משרד למדעי האנרגיה הבסיסית של המחלקה לאנרגיה, מתפרסם בכתב העת של החברה הכימית האמריקאית.

מדענים משתמשים בנקודות קוונטיות של מוליכים למחצה של קדמיום סלניד (CdSe) ולא בחומרים אחרים מכיוון שיש להם את היתרון הייחודי של קליטת אורכי גל מסוימים של אור, תלוי בגודל שלהם: נקודות קוונטיות קטנות יותר לספוג אורכי גל קצרים יותר, הגדולים יותר יספגו אורך ארוך יותר. על ידי שילוב של כמה סוגים של נקודות קוונטיות של CdSe, החוקרים יכולים אפוא ליצור תאים רגישים לאור הסופגים ספקטרום אור גדול יותר ולכן הם יעילים יותר. הצוות סידר את הנקודות הקוונטיות הללו בתבנית מסודרת על פני סרט של עובי ננו-מטר, ושילב בתוכם ננו-צינורות של טיטניום דו-חמצני (TiO2). נקודות קוונטיות סופגות פוטונים ומייצרות אלקטרונים אשר מועברים אז על ידי צינורות ננו ואספיות על ידי אלקטרודה, ובכך מייצרות את זרם הצילום.

מלבד ספיגת אורכי גל מסוימים, החוקרים הבחינו כי לגודל הנקודות הקוונטיות יש השפעה על הביצועים, על ידי ניסויים בארבעה סוגים של חלקיקים אלה (בין 2,3 ל -3,7 ננומטר של בקוטר, הם מציגים פסגות ספיגה באורכי גל שבין 505 ל -580 ננומטר). נקודות קוונטיות קטנות יותר יכולות להמיר פוטונים לאלקטרונים מהר יותר, ואילו גדולים יותר סופגים אחוז גדול יותר של פוטונים. הנקודות הקוונטיות בקוטר 3nm מציעות את הפשרה הטובה ביותר. לאחר פיתוח התא הפוטו-וולטאי הראשון המורכב מסוגים שונים של נקודות קוונטיות, החוקרים מתכננים לצעדים הבאים של מחקרם ליצור תאי "קשת", על-ידי הצבת שכבות של נקודות קוונטיות על פי גודלן: על השכבה החיצונית, הקטנות יותר סופגות את הכחול, והאור האדום (אורך גל ארוך יותר) עובר דרך שכבה זו כדי להגיע לשכבה הפנימית המורכבת מהנקודות הקוונטיות הגדולות יותר שקולטות את האדום, וכך נוצר שיפוע d ספיגת 'קשת', תוך שילוב ההשפעות של המרה מהירה של נקודות קוונטיות קטנות ושיעור ספיגה גבוה של נקודות קוונטיות גדולות יותר.

לתאים רגישים לאור הסיליקון הנוכחיים יש יעילות של 15 עד 20%, השאר אבוד בחום. קאמט צופה יעילות גבוהה יותר עם סוגים חדשים אלה של תאים פוטו-וולטאיים "קשתיים", אשר יכול בקלות לעבור 30%.

מקור:
- חדשות Nanowerk, 06/03/2008 - http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=4832.php
- פיזורג, 07/03/2008 - http://www.physorg.com/news124111555.html

עורך: אלבן דה לאסוס, adjunk-phys.mst@consulfrance-houston.org

הגג הפוטו-וולטאי הגדול ביותר באירופה בצרפת
עם 54.000 מ"ר לוחות פוטו וולטאיים, גג המחסן הממוקם בלודון בגארד יהפוך לתחנת הכוח הפוטו-וולטאית הגדולה באירופה. הוא נחנך ביוני, עליו לייצר 2 קוט"ש בשנה, הצריכה של כמעט 1.650.000 משקי בית. פירוט ...