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

Молекулярные линии на кремнии

News image

СТМ-изображение линий ацетофенона на поверхности кремния. Права на изображение принадлежат ACS. Миниатюризация компонентов микропроцессоров достигается двумя различными ме...

Кулоновские корреляции в двухслойном гра

News image

Большинство экспериментальных исследований электронных свойств графена выполнено на однослойных образцах “толщиной” в один атом. Между те...

Самовоспроизводящиеся материалы

News image

В природе организмы способны к воспроизводству, но человеку пока не удавалось создать искусственный материал, который мо...

Нанокатализатор FABEROX в топливе для ав

News image

Постоянно возрастающие экологические и энергетические требования к автомобильной технике (стандарты Евро-3, Евро-4 и Евро-5) заставляют ра...

Цеолиты: теперь еще объемнее!

News image

Цеолиты - кристаллические нано пористые твердые тела с диаметром пор приблизительно 1 нм - ис...

Избавление от бананотехнологий

News image

Какими могут быть стратегические направления развития фундаментальной науки 2008-03-12 / Юрий Борисович Магаршак - президент MathTech, In...

Наноспирали оксида кремния

News image

Во многих научных журналах публикуются статьи, в которых учёные синтезируют и описывают всё новые и но...

Спинтроника

News image

Тепло, еще теплее… Спинтроника рождалась постепенно, и, хотя это произошло недавно, проследить ее истоки достаточно сложно. Во...

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...

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...

Создан первый серийный прибор на органических транзисто

На очередной выставке бытовой электроники CES 2010 в Лас-Вегасе компания Plastic Logic продемонстрировала свою новую разработку – QUE proReader. Это ус...

Ученые проложили проводку в клеточной мембране

Ученым удалось передать и получить электрический импульс по клеточной мембране при помощи искусственно созданной нанопроволоки. Созданную ими гибридную систему авторы оп...

ИЗОБРЕТЕН ОПТИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП С ЗОЛОТЫМ ПЕРОМ

Немецкие и швейцарские физики придумали оптический микроскоп с золотым пером , который сможет конкурировать с громоз...

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.