News image News image News image News image News image News image News image News image


Солнечный наноэлемент для питания наноустройств
Нанотехнологии в технике - Батарейки и аккумуляторы

солнечный наноэлемент для питания наноустройств

Как сообщает A. Braun, старший редактор Semiconductor International [1], исследовательская группа Гарвардского университета (Harvard University, Cambridge, Массачусеттс, США), возглавляемая проф. Чарльзом Либером (Charles Lieber) разработала коаксиальные кремниевые нанопроволочки (толщиной ~300 нм), на основе которых можно изготовить фотовольтаические (ФВ) элементы для питания небольших микросхем и наноустройств.

Экспериментальные ФВ элементы показали 3,5% эффективность преобразования солнечного излучения в электроток, которую можно рассматривать как адекватную для экспериментального устройства подобного рода. Достигнутая плотность тока ~24 мА/см2 (лучше, чем у органических ФВ элементов), а генерируемая электроэнергия ~200 пВт (в отдельных случаях до 1 нВт). Авторы считают, что эти показатели можно удвоить параллельным или последовательным соединением двух элементов.

Аналогично кремниевому трехслойному коаксиальному кабелю, нанопроволочный ФВ элемент состоит из положительно заряженного внутреннего сердечника, тонкой нейтральной промежуточной оболочки и отрицательно заряженной внешней оболочки (см. схематический рис.). Все три слоя изготовлены из кремния, легированного различными примесями с различной концентрацией. Либер сказал, что в то время, как p-i-n структура является традиционной для плоских ФВ элементов, в коаксиальном варианте она изготовлена впервые.

Один конец нанопроволочного ФВ элемента травится таким образом, чтобы можно было сделать контакт с внутренним сердечником; второй контакт делается к внешней оболочке

Задача, которую ставили перед собой авторы — найти способ более эффективного сбора зарядов в сравнении с традиционной для ФВ планарной геометрией. В коаксиальной геометрии длина, которую должны пройти электроны, короче, что обеспечивает более высокую эффективность сбора.

Схема изготовления включает следующие этапы: сначала выращивают нанопроволочный сердечник из монокристаллического кремния p-типа, используя в качестве затравки металлический нанокластер и процесс типа «пар-жидкость-твердое тело»; диаметр нанопроволочки определяется размером металлической частицы-катализатора; затем последовательно осаждают слой собственного кремния и верхний слой n-кремния. Нанопроволочки вырастают на подложке случайным образом, поэтому можно использовать любые подложки, включая стекло. Затем подложку опускают в этанол и встяхивают с использованием УЗ, чтобы нанопроволочки “сбросить” в раствор, откуда их переносят на чип, на котором собирают ФВ элемент. Чтобы сделать контакт к внутреннему p-сердечнику и к n-оболочке используют элетронно-лучевую литографию и травление.

Изготовленный прибор достаточно надежен, прибор испытывался в лаборатории в течение года без заметной деградации характеристик. Он также демонстрирует стабильное поведение под действием солнечного излучения.

Авторы ставят задачу повысить эффективность преобразования элемента до 10% или более. Преполагаемая область применения – питание биосенсоров и небольших логических вентилей. Можно интегрировать такие элементы, создавая матрицы.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Искусство в чашке Петри

News image

Яблочное дерево, флуоресцентный Марио - всего лишь некоторые из шедевров творческих микробиологов. Это, подобное цветку, изображение яв...

Соломинка жизни — единственный источник

News image

Lifestraw («соломинка жизни»), переносная система фильтрации питьевой воды, завоевала главный приз на пятом конкурсе Идей, Ме...

Как бактерии в недрах Земли влияют на кл

News image

О том, что жизнь существует не только на поверхности Земли и в самом верхнем слое зе...

Наука на военной службе: нанотехнологии

News image

Минобороны США (DoD) начинает совместный пятилетний проект с Массачусетским технологическим институтом (MIT): военные и учёные бу...

Прорыв в солнечной энергетике? Во всяком

News image

Коммерчески успешные технологии в любой области могут возникнуть различными путями. Иногда они появляются на базе пр...

. Поглощают ли на самом деле растения уг

News image

Растения играют очень важную роль в жизни человека, поэтому остановимся на теории фотосинтеза подробнее. Теория фо...

Нанотехнологии и закон

News image

Хотя в макроэкономике имеются некоторые сбои, сектор нанотехнологии продолжает свой подъем. В ближайшие пять лет ожид...

Вода, вода, кругом вода...а теперь её мо

News image

Природные бедствия, такие как цунами, часто заражают местные источники воды разнообразными бактериями, а существующие тесты на...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Ученые слепили самого маленького в мире снеговика

Фигурка получилась высотой всего в одну сотую миллиметра – впятеро меньше толщины человеческого волоса. Как правило, дети состязаются друг с другом в ...

Бактерии приводят в движение крошечные наномеханизмы

Шестерни в миллион раз более массивные, чем бактерии , говорит главный исследователь Игорь Аронсон. Возможность использовать и контролировать эне...

Высокие требования к энергоэффективным решениям

Химический концерн «Халфрид» — группа предприятий, созданная в 2008 году под эгидой промышленного внедрения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в сфере на...

Новый метод создания электродов для измерения свойств н

Ученые, изучающие физические явления на наноуровне, хорошо знают, что «припаять» контакты к единичной органической молекуле зачастую намного сложнее, чем синтезировать са...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.