Photoelectrode สามารถเก็บแสงได้ถึง 85 เปอร์เซ็นต์

Anonim

นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนา photoelectrode ซึ่งสามารถจัดเก็บแสงที่มองเห็นได้ 85 เปอร์เซ็นต์ในชั้นเซมิคอนดักเตอร์ 30 nanometers บาง ๆ ระหว่างชั้นทองแปลงพลังงานแสง 11 ครั้งได้อย่างมีประสิทธิภาพกว่าวิธีการก่อนหน้า

ในการแสวงหาความเป็นสังคมที่ยั่งยืนความต้องการที่เพิ่มมากขึ้นในการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ปฏิวัติหรือระบบสังเคราะห์แสงสังเคราะห์ที่ใช้พลังงานแสงที่มองเห็นได้จากดวงอาทิตย์ในขณะที่ใช้วัสดุน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

ทีมวิจัยนำโดยศาสตราจารย์ Hiroaki Misawa จากสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์อิเล็กทรอนิกส์แห่งมหาวิทยาลัยฮอกไกโดมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนา photoelectrode ที่สามารถเก็บเกี่ยวแสงที่มองเห็นได้ในช่วงสเปกตรัมกว้างโดยใช้อนุภาคนาโนทองที่บรรจุบนเซมิคอนดักเตอร์ แต่การใช้อนุภาคนาโนทองคำเพียงอย่างเดียวไม่ได้นำไปสู่การดูดกลืนแสงได้เพียงพอเนื่องจากแสงเหล่านี้มีช่วงสเปกตรัมแคบเพียงอันเดียว

ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในงาน นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ ทีมวิจัยได้แซนวิชฟิล์มชนิด thin-film 30 nanomet ขนาดไทเทเนียมไดออกไซด์ระหว่างฟิล์มนาโน 100 นาโนเมตรและอนุภาคนาโนทองคำเพื่อเพิ่มการดูดกลืนแสง เมื่อระบบถูกฉายรังสีจากแสงจากด้านนาโนทองคำฟิล์มทองทำงานเป็นกระจกดักแสงในโพรงระหว่างชั้นทองสองชั้นและช่วยให้อนุภาคนาโนดูดซับแสงได้มากขึ้น

แสงที่มองเห็นได้มากกว่า 85% ของแสงที่มองเห็นได้ถูกนำมาเก็บโดย photoelectrode ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีการก่อนหน้านี้ อนุภาคนาโนทองเป็นที่รู้จักกันเพื่อแสดงปรากฏการณ์ที่เรียกว่า resonance plasmon localized ซึ่งดูดซับความยาวคลื่นบางส่วนของแสง "รังสีแสงของเราประสบความสำเร็จในการสร้างสภาวะใหม่ซึ่ง plasmon และแสงที่มองเห็นได้ติดอยู่ในชั้นไทเทเนียมออกไซด์มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างมากทำให้แสงที่มีช่วงความยาวคลื่นกว้างมาก ๆ จะถูกดูดซับโดยอนุภาคนาโนทองคำ" Hiroaki Misawa กล่าว

เมื่ออนุภาคนาโนทองดูดซับแสงพลังงานเพิ่มขึ้นจะกระตุ้นการกระตุ้นของอิเล็กตรอนในทองคำซึ่งจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังเซมิคอนดักเตอร์ "ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงสูงกว่า 11 เท่าเมื่อเทียบกับที่ไม่มีฟังก์ชั่นดักแสง" Misawa อธิบาย ประสิทธิภาพของอิเล็กตรอนลดไอออนไฮโดรเจนลงไปเป็นไฮโดรเจนในขณะที่หลุมอิเล็กตรอนที่เหลือถูกทำออกซิไดซ์เพื่อผลิตออกซิเจนซึ่งเป็นกระบวนการที่มีแนวโน้มที่จะให้พลังงานที่สะอาด

Cácnhànghiêncứukếtluận: "Sửdụngmộtlượngnhỏvậtliệu, photoelectrode nàysẽgiúpchuyểnđổiánhsángmặttrờithànhnănglượngtáitạomộtcáchhiệuquả, gópphầnthựchiệnxãhộibềnvững"

menu
menu