NANOTECHNOLOGIE ZLEPŠUJÍ PARAMETRY LED A FOTOVOLTAICKÝCH PANELŮ
Středa, 21 Duben 2010 06:00
Současné výzkumy v oblasti nanovláken by mohly přispět k pokroku v oblasti světelných diod LED a fotovoltaických článků. Použití nových materiálů na bázi kvatérních polovodičových slitin pro výrobu nanovláken by mohlo vést k výrobě účinnějších fotovoltaických panelů, světelných diod nebo světelných a infračervených čidel. Jedním z nejdůležitějších parametrů polovodičů, který určuje jejich použitelnost v praktických aplikacích je zakázané pásmo.
U fotovoltaických panelů zakázané pásmo určuje, zda je určitá vlnová délka slunečního záření absorbována nebo zda zůstane nevyužita. Jedním ze způsobů jak zvětšit účinnosti fotovoltaických panelů je zvětšení rozsahu zakázaného pásma.
Největší účinnosti by se v ideálním případě dosáhlo tím, kdyby šířka zakázaného pásma odpovídala šířce spektra slunečního záření. U světelných diod určuje zakázané pásmo to, jakou barvu světla dioda vyzařuje. Pokud by u světelných diod bylo možné vytvořit více zakázaných pásem, znamenalo by to vetší rozsah barev, které by diody vyzařovaly. To by umožnilo nejen vytvářet širokou škálu barev, ale také zajistit kvalitní podání barev osvětlovaných předmětů. Například, různé podíly červené, zelené a modré barvy mohou vytvářet různé odstíny bílého světla. U detektorů je pro detekci určité vlnové délky třeba použít polovodič s určitou šířkou zakázaného pásma. Pokud by bylo k dispozici více zakázaných pásem, bylo by možné o detekovaném objektu získat více informací.
Všechny uvedené aplikace je možné výrazně zdokonalit použitím polovodičů se širokým rozsahem zakázaných pásem. Základní problém ale spočívá v tom, že každý uměle vytvořený i přírodní polovodič má pouze určitou, relativně úzkou šířku zakázaného pásma. Jedním z možných postupů jak rozšířit zakázané pásmo je vytvoření slitiny dvou nebo více polovodičů. Nastavením vzájemných podílů těchto polovodičů ve slitině, je možné mezi nimi vytvořit nové zakázané pásmo. Použitím výrobních technologií, umožňujících kontrolu struktury materiálu a jeho teploty, byl již laboratorně vytvořen vzorek polovodičového materiálu o velikosti pouhých několika centimetrů, který vyzařoval světlo v rozsahu vlnových délek od 350 do 720 nm. S použitím nových materiálů bude možné také vytvořit vícenásobné fotovoltaické panely, v nichž budou jednotlivé články optimalizovány pro určitou část slunečního spektra.Bližší informace na Nanophotonics Group na Arizona State University.
Sponzoři
