Con una creciente población mundial, aumentará el consumo de energía, y las formas sostenibles de fuentes de energía, como los combustibles solares y la electricidad solar, tendrán una demanda aún mayor. Y a medida que estas formas de energía proliferen, el enfoque cambiará a una mayor eficiencia.
Los fotoelectrodos y la energía fotovoltaica, como los paneles solares, a menudo presentan películas delgadas de silicio u otro material semiconductor nanoestructurado, y estas estructuras incluyen nanopartículas a través de las cuales debe pasar la corriente generada por la luz solar. Mientras que la composición de nanopartículas ofrece muchos beneficios, incluyendo grandes superficiesrelaciones de volumen, tiene un inconveniente significativo.
La corriente eléctrica que pasa de una partícula a otra experimenta una pérdida de potencia; si la corriente pasa a través de una cantidad suficiente de estas interfaces de partículas y partículas, la pérdida total podría inutilizar el dispositivo. Pero nadie ha podido determinar cuánta potencia hayperdido a medida que la corriente pasa de una nanopartícula a otra, hasta ahora
Un grupo dirigido por Peng Chen, el Profesor Peter JW Debye en el Departamento de Química y Biología Química de Cornell, ha determinado que la fotocorriente pierde aproximadamente el 20 por ciento de su potencia a medida que pasa a través de la interfaz.que pasa por 11 de esas interfaces se reduciría a solo el 10 por ciento de su potencia original.
"Creemos que esto proporcionará un punto de referencia para las personas que usan nanomateriales para diseñar este tipo de dispositivos", dijo Chen, autor principal de "Cuantificación de la pérdida de fotocorriente de una única interfaz partícula-partícula en fotoelectrodos nanoestructurados".
El informe fue publicado el 7 de enero en Nano letras , una publicación de la American Chemical Society. Otros autores incluyeron a los antiguos asociados postdoctorales Mahdi Hesari y Justin Sambur, el actual postdoctorado Xianwen Mao y Won Jung, Ph.D. '18, todos del Grupo Chen.
Para realizar este cálculo experimental, Peng y su grupo utilizaron una celda microfluídica, con tres electrodos en una solución acuosa de electrolito. Uno de los electrodos estaba hecho de tiras de óxido de indio y estaño ITO; en o cerca de él se colocaron nanoduros deóxido de titanio, cuyas propiedades fotoelectroquímicas que el grupo ya había examinado.
El grupo experimentó con varias configuraciones de partículas diferentes, y enfocó un rayo láser en un punto justo después puntos Tipo A o justo antes puntos Tipo B de la interfaz donde dos nanorods se tocaron.Los puntos tipo B enviaron la carga fotoeléctrica a través de la interfaz de partículas-partículas.
Tomando docenas de mediciones de ambos tipos de comportamientos fotoelectroquímicos, el grupo observó pérdidas de energía con un promedio de alrededor del 20 por ciento.
Aunque Chen y su grupo ahora han llegado a una cifra sólida para calcular la pérdida de potencia en nanomateriales, todavía no tienen una idea de por qué sucede esto. Han descartado factores que dependen de la fuerza de la corriente.
"Todavía no entendemos el mecanismo molecular subyacente que conduce a esta pérdida del 20 por ciento", dijo. "Esto es algo que planeamos perseguir en el futuro, y requerirá que manipulemos activamente la interfaz, manipulemosla naturaleza química de la interfaz y reperforma nuestras mediciones "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Tom Fleischman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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