Københavns Universitet

Nye nanobyggeklodser skal sikre effektive solceller

Pressemeddelelse   •   Nov 12, 2010 08:39 CET

Forskerteamet på Københavns Universitet har udviklet nye såkaldte nanotråde, der ikke påvirker elektronernes vej igennem materialet og derfor vil minimere energitabet i solcellerne, når de producerer strøm. Der er i de senere år blevet forsket meget i, hvordan man kan bruge nanotråde som byggeklodser i udviklingen af solceller. En af udfordringerne er bl.a. at kontrollere fremstillingen af materialet, så man ikke i selve fremstillingsprocessen ødelægger den ellers perfekte elektronstruktur.

Styr på dyrkning af nanotråde

Nanotråde dannes ved, at en række nøje udvalgte atomer af sig selv begynder at organisere sig i den mest effektive krystalstruktur. Det får nanotråden til at vokse, og nanoforskerne taler selv om ”dyrkning” af nanotråde. En lang række eksperimenter med forskellige dyrkningsbetingelser har nu gjort forskerne klogere på fysikken bag, hvordan nanotråde dannes. En nanotråd består normalt af både hexagonale og kubiske krystalsegmenter, men de nye ultrarene nanotråde, som Peter Krogstrup og hans kolleger har fundet frem til, består kun af én perfekt kubisk krystal struktur. Det betyder, at elektronernes vej igennem tråden ikke bliver påvirket. Det betyder et mindre tab af energi og dermed højere effektivitet.

- Den bedre forståelse af dyrkningsprocessen gør, at vi nu kan kontrollere dyrkningen af nanotråde. Det bringer os et godt skridt tættere på målet med at udvikle effektive solceller, forklarer Peter Krogstrup, der i sit ph.d.-projekt har fokus på at udvikle en højeffektiv solcelle baseret på nanotråde.

- Vi er meget tilfredse med, at der så tidligt i forskningsprojektet er fremkommet så gode resultater som dem, Peter Krogstrup leverer her, siger direktør Morten Schaldemose fra virksomheden SunFlake A/S, der samarbejder med nanoforskerne om udvikling af fremtidens solceller.

Dyrket på billigere og bedre substrat

Et af problemerne med fremstilling af nanotråde har tidligere været, at de blev dyrket ved brug af metal, fx guld, der blev brugt til at katalysere processen. Men det har vist sig, at guld har en uheldig tendens til at ødelægge den perfekte elektron struktur, som nanotråde ellers besidder, og dermed gøre dem mindre brugbare. Det problem ser nu ud til at være løst med de nye nanotråde, der i stedet er dyrket på silicium substrat.

- De ultrarene tråde er dyrket på et silicium substrat med et ekstremt tyndt lag naturligt oxid, siger Peter Krogstrup og forklarer, at grundstoffet gallium, som er en del af nanotrådmaterialet, reagerer med oxid og laver små huller i oxidlaget, hvor gallium'en samler sig til små dråber på få nanometer i tykkelse. Disse dråber opsamler så grundstoffet arsen - det andet materiale i nanotråden, og ved en selv-katalytisk effekt starter dyrkningen af nanotrådene uden indblanding fra andre stoffer.

- Substratet er også billigere end de alternative substrater, som mange andre forskere bruger. Det er vigtigt, for i sidste ende gælder det om at få så meget energi som muligt for en så lille pris som muligt, siger ph.d. studerende Peter Krogstrup fra Nano-Science Center på Københavns Universitet.

Kontaktinformation:

Sekretariatsleder Rikke Bøyesen 
Nano-Science Center
Københavns Universitet
Tlf. 28 75 04 13 
Mail:
rb@nano.ku.dk