Bahan Konduktif Transparan Bisa Mengarah ke Jendela Power-Pembangkit

Livejurnal69 - Para ilmuwan di US Department of (DOE) Nasional Brookhaven Energy Laboratorium dan Los Alamos National Laboratory telah difabrikasi film tipis transparan mampu menyerap cahaya dan menghasilkan muatan listrik di daerah yang relatif besar. Materi, diuraikan dalam jurnal Bahan Kimia, dapat digunakan untuk mengembangkan panel surya transparan atau bahkan jendela yang menyerap energi matahari untuk menghasilkan listrik.

Materi yang terdiri dari polimer semikonduktor didoping dengan fullerenes karbon-kaya. Dalam kondisi dikontrol dengan hati-hati, bahan-merakit diri untuk membentuk pola reprodusibilitas sel ukuran mikron berbentuk segi enam di wilayah yang relatif besar (hingga beberapa milimeter).

"Meskipun film tipis seperti sarang lebah-pola sebelumnya telah dibuat dengan menggunakan polimer konvensional seperti polistiren, ini adalah laporan pertama seperti bahan yang memadukan semikonduktor dan fullerenes untuk menyerap cahaya dan efisien menghasilkan pemisahan muatan dan biaya," kata pimpinan ilmuwan Mircea Cotlet, seorang ahli kimia fisik di Brookhaven Center for Nanomaterials Fungsional (CFN).

Selanjutnya, bahan tetap sebagian besar transparan karena rantai polimer paket padat hanya pada tepi segi enam, sambil tetap longgar dikemas dan menyebar sangat tipis di pusat. "Tepi padat kuat menyerap cahaya dan juga dapat memfasilitasi listrik melakukan," Cotlet menjelaskan, "sedangkan pusat tidak menyerap banyak cahaya dan relatif transparan."

"Menggabungkan sifat-sifat dan pola mencapai skala besar dapat memungkinkan berbagai aplikasi praktis, seperti energi surya menghasilkan jendela, panel surya transparan, dan jenis baru menampilkan optik," kata co-author Zhihua Xu, seorang ilmuwan material di CFN tersebut.

"Bayangkan sebuah rumah dengan jendela yang terbuat dari bahan semacam ini, yang dikombinasikan dengan atap surya, akan memotong biaya listrik secara signifikan. Ini sangat menarik," kata Cotlet.

Para ilmuwan fabrikasi film tipis sarang madu dengan menciptakan aliran tetesan air mikrometer-ukuran di lapisan tipis dari polimer / fullerene campuran larutan. Ini tetesan air rakitan ke array besar dalam larutan polimer. Sebagai pelarut benar-benar menguap, polimer bentuk pola sarang lebah heksagonal di wilayah yang besar.

"Ini adalah metode biaya-efektif, dengan potensi untuk ditingkatkan dari laboratorium untuk produksi skala industri," kata Xu.

Para ilmuwan memverifikasi keseragaman struktur sarang lebah dengan berbagai scanning probe dan teknik elektron mikroskop, dan menguji sifat optik dan mengisi generasi pada berbagai bagian struktur sarang lebah (tepi, pusat, dan kelenjar di mana sel-sel individual terhubung) dengan menggunakan waktu diselesaikan confocal mikroskop fluoresensi.

Para ilmuwan juga menemukan bahwa tingkat kemasan polimer ditentukan oleh laju penguapan pelarut, yang pada gilirannya menentukan tingkat biaya transportasi melalui materi.

"Semakin lambat menguap pelarut, lebih erat dikemas polimer, dan semakin baik biaya transportasi," kata Cotlet.

"Pekerjaan kami memberikan pemahaman yang lebih dalam sifat optik dari struktur sarang lebah. Langkah selanjutnya adalah menggunakan lapisan tipis sarang madu untuk mengarang transparan dan fleksibel sel surya organik dan perangkat lain," katanya.

Penelitian ini didukung di Los Alamos oleh Kantor DOE of Science. Pekerjaan itu juga dilakukan di bagian di CFN dan Pusat Terpadu Nanotechnologies Gateway untuk fasilitas Los Alamos. Tim Brookhaven termasuk Mircea Cotlet, Zhihua Xu, dan Ranjith Krishna Pai. Kolaborator dari Los Alamos termasuk Hsing-Lin Wang dan Tsai Hsinhan, yang baik pengguna fasilitas CFN di Brookhaven, Andrew Dattelbaum dari Pusat Terpadu Nanotechnologies Gateway untuk fasilitas Los Alamos, dan pemimpin proyek Andrew Shreve dari Fisika Divisi Bahan dan Aplikasi .