Läpinäkyvyyttä ja aurinkosähköä03.05.2020 Tokion yliopiston tutkijat ovat saavuttaneet kaikkien aikojen korkeimman elektronien liikkuvuuden läpinäkyvien tina-dioksidin ohutkalvoissa. Tinadioksidia on 1960-luvulta lähtien käytetty sellaisissa sovelluksissa, kuten kaasuantureissa ja aurinkolaitteiden läpinäkyvissä elektrodeissa. Materiaali on tehokas näissä sovelluksissa hyvän kantajien liikkuvuuden takia mutta tähän asti suuri liikkuvuus on ollut olemassa vain suurissa peruskiteissä. ”Osoitimme kaikkien aikojen korkeinta liikkuvuutta ohuessa tinaoksidikalvossa. Parempi liikkuvuus ei vain paranna materiaalin johtavuutta, vaan myös läpinäkyvyyttä”, kertoo Tokion yliopiston kemian laitoksen tutkija Shoichiro Nakao. Yleensä läpinäkyvyys ja johtavuus eivät voi esiintyä samanaikaisesti materiaalissa. Tyypilliset läpinäkyvät materiaalit, kuten lasi tai muovi, ovat eristäviä. Vain harvalla materiaalilla on läpinäkyvä johtavuus. Nakao ja hänen tiiminsä epitaksiaalisesti kasvattamansa tinaoksidiohutkalvo päästää lävitseen näkyvän valon ja lähi-infrapunavalon. Tämä on suuri etu aurinkosähköisten aurinkopaneelien virranmuutostehokkuudelle, mutta muihin käyttötarkoituksiin voi sisältyä parannettuja kosketusnäyttöjä, joilla on vielä parempi tarkkuus ja reagointikyky tai tehokkaampia ledivaloja. Puoliksi läpinäkyvät aurinkokennot, jotka voidaan sisällyttää ikkunalasiin, voivat muuttaa arkkitehtuuria, kaupunkisuunnittelua ja sähköntuotantoa, uskovat australialaiset tutkijat. Tutkijat - joita johti professori Jacek Jasieniak ARC:n Exciton Science -keskuksesta ja Monash Universityssä - ovat onnistuneet tuottamaan seuraavan sukupolven perovskiitti aurinkokennot, jotka tuottavat sähköä antaen samalla valon kulkea läpi. Läpinäkyvien aurinkokennojen idea ei ole uusi, mutta aiemmat mallit ovat epäonnistuneet, koska ne olivat erittäin kalliita, epävakaita tai tehottomia. Nyt tutkijat käyttivät orgaanista puolijohdetta, josta voidaan tehdä polymeeri, jota käytettiin korvaamaan yleisesti käytetty aurinkokennokomponentti (Spiro-OMeTAD), jolla on erittäin heikko vakaus. Korvaa rakenne tuotti hämmästyttäviä tuloksia. Uudenlaisten rakenteiden läpinäkyvien kennojen muuntohyötysuhde on jopa 17 prosenttia, vaikka ne edelleen läpäisevät 10 – 30 prosenttia tulevasta valosta. Tyypillisten katolla olevien aurinkokennojen muuntohyötysuhde on 15-20 prosenttia. Ryhmä työskentelee nyt valmistusprosessin skaalaamiseksi. He etsivät nyt Australian suurimman lasinvalmistajan Viridian Glassin kanssa, kuinka uusi tekniikka voitaisiin rakentaa kaupallisiin tuotteisiin. Aiheista aiemmin: Tuplalasit tehostavat myös aurinkosähköä |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.