Ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Wang Mingtai an den Hefei Institutes of Bodily Science, Chinesische Akademie der Wissenschaften, hat entwickelt Eine raffinierte Methode zum Anbau von Titan-Dioxid-Nanorod-Arrays (TiO₂-NA) mit kontrollierbarem Abstand, bei der die konstante individuelle Stabgröße aufrechterhalten wird, und zeigte ihren Nutzen in Hochleistungs-Solarzellen.
Die im Journal Small Strategies veröffentlichten Ergebnisse führen eine Methode zur Herstellung von Nanostrukturen vor, die über saubere Energie und Optoelektronik gelten. Einkristalline Tio₂-Nanoroden sind für die leichte Ernte und Ladung wirksam, wodurch sie für Solarzellen-, Photokatalysator- und Sensoranwendungen geeignet sind. Herkömmliche Herstellungstechniken für diese Nanoroden verbinden die Dichte, den Durchmesser und die Länge typischerweise die Stangendichte, die Anpassungen an einen Parameter beeinflussen die anderen und beeinflussen häufig die Effizienz der Geräte.
Das Forschungsteam befasste sich mit dieser Einschränkung, indem sie die Hydrolysestufe eines Vorläuferfilms erweiterte. Diese Erweiterung führte zur Montage längerer „Gelketten“, die wiederum kleinere Anatas -Nanopartikel bildeten. Wenn dieser Anatasfilm hydrothermal behandelt wurde, wandelten sich diese Nanopartikel in situ in rutile um und fungierten als Samen für das nachfolgende Nanorod -Wachstum. Diese kontrollierte Hydrolysestufe bietet einen Mechanismus zur Regulierung der Stangendichte, ohne die Abmessungen der einzelnen Nanoroden zu verändern.
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Mit diesem Ansatz produzierte das Crew erfolgreich Tio₂-Na-Filme, bei denen der Stabdurchmesser und die Höhe konsistent blieben, während die Anzahl der Stäbe professional Flächeneinheit variierte. Wenn diese Filme in mit niedrig temperaturverarbeitete Cuins₂-Solarzellen integriert wurden, erreichten sie Effizienz von Stromumwandlung von mehr als zehn Prozent und erreichten eine Spitzenwirkungsgrad von 10,44 Prozent. Um die Auswirkungen des Abstands auf die Leistung zu erläutern, führte das Crew ein Modell der Lautstärkeoberfläche (VSD) ein. In diesem Modell wird erläutert, wie Variationen der Stabdichte die Leuchtdichte, die Ladungstrennung und die Trägersammlung innerhalb der Solarzellenstruktur beeinflussen.
Diese Forschung befasst sich mit früheren Einschränkungen bei der Regulierung von Nanostrukturen, indem ein umfassendes System erstellt wird, das die Regulation der Makroprozess mit der Entwicklung der Mikrostruktur und der Optimierung der Geräteleistung verknüpft.