La Nueva Tecnología “gold Nanocluster” Mejora El Rendimiento De Las Células Solares

Los científicos agregan energía solar con la nueva tecnología Gold Nanocluster

Divulgamos por primera vez la fabricación de capas de bloqueo de agujeros de nanocompuestos que consisten en películas delgadas de poli-3,4-etileno-dioxitiofeno: poliestireno-sulfonato (PEDOT: PSS) que incorporan redes de nanopartículas de oro ensambladas a partir de Au144 (SCH2CH2Ph) 60 , un precursor del oro molecular. Estas películas delgadas se pueden preparar de manera reproducible sobre óxido de indio y estaño hilando sobre él soluciones de Au144 (SCH2CH2Ph) 60 en clorobenceno, recociendo la película delgada resultante a 400 ° C y posteriormente hilando PEDOT: PSS en la parte superior. Se demuestra el uso de nuestras capas de bloqueo de orificios de nanocompuestos para mejorar la eficiencia de la fotoconversión de células solares orgánicas de heterounión en masa. Variando la concentración de Au144 (SCH2CH2Ph) 60 en la solución de partida y el tiempo de recocido, se obtuvieron diferentes nanoestructuras de oro que van desde nanopartículas de oro individuales (AuNP) hasta redes teseladas de nanoestructuras de oro (Tess-AuNP). La mejora en la eficiencia de las células solares orgánicas de hasta un 10% en relación con una célula de referencia se demuestra con Tess-AuNP integrados en PEDOT: PSS.

Utilizando aproximadamente 10.000 veces menos oro que en estudios anteriores, los investigadores de la Western University mejoran el rendimiento de la energía solar con la nueva tecnología de “nanocluster de oro”.

Los científicos de la Western University han descubierto que una pequeña molécula creada con solo 144 átomos de oro puede aumentar el rendimiento de las células solares en más del 10 por ciento. Estos hallazgos, publicados recientemente por la revista de alto impacto Nanoscale, representan una innovación revolucionaria que tiene el potencial de llevar la energía solar a la corriente principal y disminuir drásticamente la dependencia mundial de las fuentes de energía tradicionales basadas en recursos, dice Giovanni Fanchini de la facultad de Western. de Ciencia.

Fanchini, la Cátedra de Investigación de Canadá en Nanomateriales y Nanooptoelectrónica de Carbono, dice que la nueva tecnología podría acelerarse e integrarse fácilmente en prototipos de paneles solares en uno o dos años y teléfonos con energía solar en tan solo cinco años.

“Cada vez que recargas tu teléfono celular, tienes que enchufarlo”, dice Fanchini, profesor asistente en el Departamento de Física y Astronomía de Western. “¿Qué pasaría si pudiera cargar dispositivos móviles como teléfonos, tabletas o computadoras portátiles mientras viaja? No solo sería conveniente, sino que los posibles ahorros de energía serían significativos “.

Los investigadores occidentales ya han comenzado a trabajar con fabricantes de componentes solares para integrar sus hallazgos en la tecnología de células solares existente y están entusiasmados con el potencial.

“La industria comercial canadiense ya tiene un tremendo conocimiento en la fabricación de energía solar”, dice Fanchini. “Nuestro invento es modular, un complemento del proceso de producción existente, por lo que anticipamos un prototipo funcional muy rápidamente”.

Haciendo mejoras nanoplásmicas, Fanchini y su equipo utilizan “nanoagrupamientos de oro” como bloques de construcción para crear una red flexible de antenas en paneles solares más tradicionales para atraer un aumento de luz. Mientras que la nanotecnología es la ciencia de la creación de sistemas funcionales a nivel molecular, la nanoplásmica investiga la interacción de la luz con y dentro de estos sistemas.

“Imagínense una red de oro extremadamente delicada”, explica Fanchini, señalando que las antenas son tan minúsculas que no se ven ni siquiera con un microscopio óptico convencional. “La red capta la luz emitida por el sol y la atrae hacia la región activa de la célula solar”.

Según Fanchini, el espectro de luz reflejada por el oro se centra en el color amarillo y coincide con el espectro de luz del sol, lo que lo hace superior para tales antenas, ya que amplifica en gran medida la cantidad de luz solar que entra directamente en el dispositivo.

“El oro es muy robusto, resistente a la oxidación y no se daña fácilmente, lo que lo convierte en el material perfecto para un uso prolongado”, dice Fanchini. “Y el oro también se puede reciclar”.

Se sabe desde hace algún tiempo que las nanopartículas de oro más grandes mejoran el rendimiento de las células solares, pero el equipo occidental está obteniendo resultados con “una cantidad ridículamente pequeña”, aproximadamente 10.000 veces menos que los estudios anteriores, lo que también es 10.000 veces menos costoso.

Publicación : Reg Bauld, et al., “Nanoestructuras de oro teseladas de precursores moleculares de Au 144 (SCH 2 CH 2 Ph) 60 y su uso en la mejora de células solares orgánicas”, Nanoscale, 2014,6, 7570-7575; DOI: 10.1039 / C4NR01821D

Imagen: Nanoescala, 2014,6, 7570-7575; DOI: 10.1039 / C4NR01821D

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