Instagram

Facebook

Ny forskning om metalliska nanopartiklar kan ge bättre solceller


2020-08-04

Bild: Bru-nO/Pixabay

I en ny studie visar en forskargrupp vid Uppsala universitet hur de lyckats väldigt väl med att samla upp så kallade ”heta elektronhål”. Forskningens resultat kan användas för att förbättra solceller, fotokemiska reaktioner och fotosensorer. Den vetenskapliga artikeln publiceras i Nature Materials.

Det är sedan tidigare känt att vissa metalliska nanopartiklar kan absorbera ljus och i processen frigöra positiva och negativa elektriska laddningar. När laddningar frigörs vid ljusabsorption kallas de ”heta” laddningar. De negativa laddningarna är elektroner, och de positiva laddningarna är ”elektronhål”, det vill säga en saknad elektron i valensbandet (elektronerna i atomens yttersta skal).

Heta elektroner är väl studerade och det är känt hur de kan samlas upp i halvledare (material som leder ström sämre än ledare, som till exempel koppar, men bättre än isolatorer så som porslin). Detta förlänger deras livstid så att de kan användas i fotokatalys, solceller och fotosensorer. Mycket mindre är känt när det gäller heta elektronhål.

I den nya studien har forskarna lyckats samla upp mer än 80 procent av de heta elektronhålen i en halvledare, vilket är tre gånger så mycket som man hade trott var möjligt. Processen är otroligt snabb, mindre än 200 femtosekunder (0.00 0000000002 s). Att man kan samla upp laddningarna i en halvledare innebär att de kan användas i solceller och i artificiell fotosyntes, till exempel för koldioxidreducering och för att producera väte och syre från vatten.

Forskarna hade förutspått teoretiskt att uppsamlingen av elektronhål även skulle påverka dynamiken för de negativa laddningarna, och den nya studien omfattar observationer som bekräftar detta. När ljus absorberas och elektriska laddningar genereras så ökar den så kallade elektrontemperaturen. När de heta elektronhålen samlas upp så ökar den elektroniska värmekapaciteten vilket påverkar till vilken grad elektrontemperaturen ökar.

Detta tyder på att elektronernas energifördelning kan manipuleras genom att styra till vilken grad elektron-hålen samlas upp. Detta är ett betydelsefullt resultat, eftersom det gör att man kan exempelvis kan reglera den maximala spänningen i en direkt-plasmonisk solcell eller styra det reaktiva fönstret i en fotokatalytisk process.

Läs mer om plasmonik på forskargruppens webbsida.



Källa: Uppsala universitet


Skriv ut



Östersund solpark.
Östersund solpark.

Första sommaren med Östersund Solpark

Hushållsel till 500 villor – så mycket producerade Östersund Solpark den första sommaren. Toppnoteringen för en enskild dag bokfördes 21 maj då solens...

Läs mer
Sun Solutions
Elen från de 172 panelerna kommer användas för att driva delar av återvinningsanläggningen.

Solceller monteras på Mosseruds återvinningsanläggning

Solcellspaneler monteras just nu på taket av en garagebyggnad på Mosserud. Det är...

Läs mer
Idcon
Lindab SolarRoof på arkitektritad villa i Västerås.

Lindab SolarRoof vinner Byggeriets Energipris i Danmark

Lindabs nyutvecklade SolarRoof är ett komplett taksystem med integrerade solceller....

Läs mer
Enerbrokers
Dick Thörn, Kenneth Lindgren från Brf Målaren och Patricia Magnell från VB Energi.

VB Energis största solcellsaffär i Ludvika

VB Energi har sålt sin största kompletta solcellsanläggning hittills. Anlä...

Läs mer
Ferroamp


Norconsult hjälper European Energy att realisera Skandinaviens största solcellsanläggning

Företaget European Energy planerar att bygga en 240 hektar stor solcellspark strax utanfö...

Läs mer
Södermanlands läns landshövding Beatrice Ask inviger solcellsparken. Med på bild även Jon Leo Rikhardsson, vd HSB Södermanland och Erik Zetterlund, ordförande HSB Södermanland.

Sveriges största solcellspark invigd

Idag invigdes HSBs solcellspark utanför Strängnäs. Med sina 35 hektar och en...

Läs mer
På byggarbetsplatsen till BoKlok Pilkvisten i Landskrona driver solcellerna på de kommande lägenhetshusen el till maskiner, byggbodar och liknande.

BoKlok driver byggarbetsplats med energi från solceller

BoKlok tar ytterligare steg i den gröna utvecklingen när solceller nu kommer driva el...

Läs mer
Solhagen i Torphyttan är belägen invid riksväg 50, i en befintlig fårhage.

Lysande start för Solhagen – 150 000 hållbara kilowattimmar

Solhagen i Torphyttan, Örebro läns största markförlagda solpark, togs i drift i...

Läs mer
Mest lästa

Implementa

Palgo

Osby Parca / Enertech AB

Contub360

WPS

Rörkraft

Ramab

Jämtvind

BK Services

Ketherm

TTM Energi

Blade solutions

Vindteknikk

Härnösands kommun

BVM

Vägtransportledarna Norr

Baywa

ppam

connected wind

Nordheat

Energi service
Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se