Nanostrukturált felületek tehetik hatékonyabbá a napelemeket

A legtöbb eljárás, ami egy anyagot valamilyen új tulajdonsággal ruház fel, legtöbbször bonyolult, ezért nehezen reprodukálható, így tömeggyártásra alkalmatlan. De vannak azért kivételek. Például Jamil Elias és Laetitia Philippe módszere, amit a svájci Szövetségi Anyagvizsgáló és Kutató Intézetben (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt - Empa) fejlesztettek ki, olcsó kiinduló anyagokkal és drága műszerek nélkül kitűnő eredményeket szállít, amiből elsősorban a napenergia ipar húzhat hasznot.

A kutatók polisztirol golyókat egyféle vázként használják, hogy cinkoxid nanodrótok háromdimenziós struktúráját létrehozzák a felületükön. Az elv egyszerű: néhány mikrométer átmérőjű polisztirol golyócskákat egy vezetőképes lapra visznek fel, ahol szabályos mintába rendeződnek. A polisztirol előnye, hogy olcsó és szinte mindenütt jelen van, feltűnik csomagoló anyagokban, mint a joghurtos poharak, vagy - habosított változatban - szigetelőanyagokban (Styropor).

Eliasnak egy saját fejlesztésű elektrokémiai eljárással sikerült a polisztirol golyócskák elektromos tulajdonságait úgy változtatni, hogy a cinkoxid a felületükre lerakódjon. Így kb. egyforma nanodrótok nőnek rajta. Amint a tüskék elkészültek, a polisztirolt eltávolítják. Ami megmarad, nem más, mint egy belül üreges szférikus képződmény, a nanodrótoknak hála sokszorosára növekedett a felülettel.

Tengeri sün cinkoxid nanodrótocskákból (© Empa)

A kutatók meg vannak győződve arról, hogy az így előállított szabályszerűen strukturált felületek sokféle elektronikus és optoelektronikus alkalmazáshoz remekül illenek, például napelemekhez, de akár lézerekhez, fénydiódákhoz és kijelzőkhöz is. A nanostrukturált felületnek különösen nagy hasznát vennék a napelemek: a felület kitűnő fényszóró tulajdonságokkal rendelkezik, ezért a napenergia alkalmazások lényegesen több napfényt tudnának elnyelni, ami jelentősen javíthatná a rendszerek hatásfokát.

Forrás: www.scinexx.de

Ritzinger György