Mötesplatsen för dig inom energibranschen, jun, 25 2017
Senaste Nytt

Ny kategori av elektrooptiskt material förbättrar solpaneler

Solcellerna absorberar ljus och omvandlar den till elektricitet.  Solpaneler är däremot gjorda av kisel, som erhålls från sanden via en mycket energiintensiv extraktionsprocess. Foto: University of Southern California
Solcellerna absorberar ljus och omvandlar den till elektricitet.  Solpaneler är däremot gjorda av kisel, som erhålls från sanden via en mycket energiintensiv extraktionsprocess. Foto: University of Southern California
Publicerad av
Markku Björkman - 12 apr 2017

Forskare vid University of Southern California, USC, har utvecklat en ny typ av halvledarmaterial som kan användas som ljusabsorbator i solceller.

Forskarna anser att detta halvledarmaterial, som ordnas i en ny kategori, förbättrar de elektrooptiska anordningarnas och solpanelernas funktionalitet. Upptäckten bidrar eventuellt till att det behövs hundra gånger mindre halvledarmaterial jämfört med kisel.

Hos halvledare används kisel som har "dopats" med andra ämnen och det används i bland annat solceller och transistorer.

Halvledare används dessutom för otaliga elektrooptiska anordningar. Men eftersom enheter blir mindre och mindre och mer krävande, behövs nytt material som säkerställer att enheterna fungerar med ökad effektivitet.

Forskare vid USC, ledda av Jayakanth Ravichandran, biträdande professor i Mork Family Institute för kemi och materialvetenskap och hans team, utvecklade nyligen en ny klass av elektrooptiskt material vars prestanda är överlägsen och som kännetecknas av extrem låg toxicitet.

Deras forskningsprocess dokumenteras i skriften Advanced Materials under rubriken " Bandgap Control via Structural and Chemical Tuning of Transition Metal Perovskite Chalcogenide".

Projektchefen, Ravichandran, är en materialforskare, som säger sig ha alltid varit intresserad av att förstå elektronernas flöden och värmen som uppstår genom material, samt hur elektroner samverkar inom material. Denna djupa kunskap om hur materialsammansättning påverkar elektronernas rörelser var avgörande för Ravichandrans och hans medarbetares senaste innovation.

I likhet med elektronik, finns det ett stort intresse för att utveckla högpresterande halvledare för elektrooptiska ändamål. Forskarteamet som bestod av vetenskapsmän och elektroingenjörer ville utveckla nytt material som skulle vara behäftad med ideala optiska och elektrotekniska egenskaper och som kunde användas för en mängd olika tillämpningar, såsom displayer, Ijusdetektorer och solceller.

Forskarna utvecklade ny en klass av halvledare som kallas för "övergångsmetall perovskit kalkogenider."

Dagens mest användbara halvledare är inte tillräckligt stabila när det gäller att bevara en given volym hos material, men de kan transportera elektronerna snabbt och är därmed kända för att ha hög mobilitet. Den verkliga utmaningen för forskarna har varit att öka denna statiska densitet i materialet med bibehållen hög rörlighet. Det framtagna nya materialet besitter båda dessa motstridiga egenskaper.

Solcellerna absorberar ljus och omvandlar den till elektricitet.  Solpaneler är däremot gjorda av kisel, som erhålls från sanden via en mycket energiintensiv extraktionsprocess.

Om solcellerna kan göras av ett nytt, alternativt halvledarmaterial såsom den som har skapats av forskarna vid USC, skulle materialet kunna anpassas för fler elektroner med en bestämd volym (och med tunnare paneler), kunde solcellerna vara effektivare. Kanske kunde man då behöva hundra gånger lägre kvantitet av material för att generera samma mängd energi. Detta nya material, om den tillämpas i solenergibranschen, skulle kunna göra solenergi betydligt billigare.

Medan det, enligt projektchefen, Ravichandran, ännu är en lång väg innan materialet kan marknadsföras, gäller det nu att återskapa detta material i form av en extrem tunn film för solceller och testa deras prestanda. 

Annons

Representanten på mässan, Deng Yanghui, tv, med kollegan, Wang Gong, berättade om att Yantai Zhenghai Magnetic Material Co, Ltd, är ett marknadsledande kinesiskt företag, bland annat när det gäller utveckling av nya energikällor och komponenter för nya motor- relaterade system. Foto: Markku Björkman.
Representanten på mässan, Deng Yanghui, tv, med kollegan, Wang Gong, berättade om att Yantai Zhenghai Magnetic Material Co, Ltd, är ett marknadsledande kinesiskt företag, bland annat när det gäller utveckling av nya energikällor och komponenter för nya motor- relaterade system. Foto: Markku Björkman.

Kinesiska företag dominerade bland internationella utställare på CWIEME

"Ledande om sintrade magneter"

CWIEME Berlin 2017 är ett världsledande event inom spolarlindning, elektriska motorer och tekniker i...