Bài báo tổng hợp về các thiết bị pin năng lượng mặt trời được làm từ dây nano silicon trên cơ sở cấu trúc tiếp giáp xuyên tâm.
Email tác giả liên hệ:
toanvatlieu@gmail.comTừ khóa:
Pin năng lượng mặt trời trên cơ sở dây nano, Dây nano silicon, Pin năng lượng mặt trời cấu trúc xuyên tâm, Năng lượng tái tạo, Sự tổng hợp dây nanoTóm tắt
Những năm gần đây nhu cầu sử dụng năng lượng, đặc biệt là năng lượng sạch có thể tái tạo được đang tăng nhanh chóng trên toàn thế giới. Các nguồn năng lượng truyền thống hiện nay trên cơ sở than đá, dầu… không thân thiện với môi trường và hầu như đang trên bờ vực cạn kiệt. Một trong những nguồn năng lượng khác là năng lượng hạt nhân, tuy nhiên nó bị hạn chế để mở rộng bởi các nguy cơ rò rỉ phóng xạ mặc dù tích trữ một tiềm năng to lớn để cung cấp đủ năng lượng cho nhân loại trong tương lai. Trong tình hình này, năng lượng mặt trời trở thành nguồn năng lượng thay thế sáng giá nhất cho nhân loại. Nhiều cấu trúc pin năng lượng mặt trời trên cơ sở các vật liệu khác nhau đã được nghiên cứu theo hướng hiệu suất cao, giá thành thấp. Trong số các cấu trúc pin năng lượng mặt trời, cấu trúc pin năng lượng mặt trời trên cở dây nano silicon dạng tiếp giáp xuyên tâm đang cuốn hút sự quan tâm lớn bởi các đặc tính đặc biệt của nó cho ứng dụng làm pin năng lượng mặt trời như giảm sự phản xạ ánh sáng, tăng bẩy sáng, khả năng chịu đựng sai hỏng cao, không cần sử dụng nhiều vật liệu… Trong bài báo này chúng tôi sẽ tổng hợp lại những sự phát triển gần đây của pin năng lượng mặt trời được làm từ dây nano silicon trên cơ sở cấu trúc này, bao gồm quá trình tổng hợp dây nano silicon, quy trình chế tạo cấu trúc pin năng lượng mặt trời dạng kết nối xuyên tâm, thảo luận các thách thức để tạo ra các cấu trúc pin năng lượng mặt trời trên cơ sở dây nano silicon có hiệu suất cao và giá thành thấp
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
Barnham, K. W. J., Mazzer, M. & Clive, B. Resolving the energy crisis: nuclear or photovoltaics? Nat. Mater. 5, 161–164 (2006).
Chapin, D. M., Fuller, C. S. & Pearson, G. L. A New Silicon p‐n Junction Photocell for Converting Solar Radiation into Electrical Power. J. Appl. Phys. 25, 676–677 (1954).
Carlson, D. E. & Wronski, C. R. Amorphous silicon solar cell. Appl. Phys. Lett. 28, 671–673 (1976).
King, R. R. et al. 40% efficient metamorphic GaInP∕GaInAs∕Ge multijunction solar cells. Appl. Phys. Lett. 90, 183516 (2007).
O’Regan, B. & Grätzel, M. A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. Nature 353, 737–740 (1991).
Lee, J. U. Photovoltaic effect in ideal carbon nanotube diodes. Appl. Phys. Lett. 87, 073101 (2005).
Huynh, W. U., Dittmer, J. J. & Alivisatos, A. P. Hybrid nanorod-polymer solar cells. Science 295, 2425–2427 (2002).
Baxter, J. B. & Aydil, E. S. Nanowire-based dye-sensitized solar cells. Appl. Phys. Lett. 86, 053114 (2005).
Cui, Y., Wei, Q., Park, H. & Lieber, C. M. Nanowire Nanosensors for Highly Sensitive and Selective Detection of Biological and Chemical Species. Science 293, 1289–1292 (2001).
Peng, K. et al. Aligned Single-Crystalline Si Nanowire Arrays for Photovoltaic Applications. Small 1, 1062–1067 (2005).
Garnett, E. C., Brongersma, M. L., Cui, Y. & McGehee, M. D. Nanowire Solar Cells. Annu. Rev. Mater. Res. 41, 269–295 (2011).
Zhang, Q., Sando, D. & Nagarajan, V. Chemical route derived bismuth ferrite thin films and nanomaterials. J. Mater. Chem. C 4, 4092–4124 (2016).
Misra, S., Yu, L., Chen, W., Foldyna, M. & Cabarrocas, P. R. i. A review on plasma-assisted VLS synthesis of silicon nanowires and radial junction solar cells. J. Phys. Appl. Phys. 47, 393001 (2014).
Peng, K.-Q. & Lee, S.-T. Silicon Nanowires for Photovoltaic Solar Energy Conversion. Adv. Mater. 23, 198–215 (2011).
Abouie, M., Liu, Q. & Ivey, D. G. Eutectic and solid-state wafer bonding of silicon with gold. Mater. Sci. Eng. B 177, 1748–1758 (2012).
Schmidt, V., Wittemann, J. V., Senz, S. & Gösele, U. Silicon Nanowires: A Review on Aspects of their Growth and their Electrical Properties. Adv. Mater. 21, 2681–2702 (2009).
Hsu, C.-M., Connor, S. T., Tang, M. X. & Cui, Y. Wafer-scale silicon nanopillars and nanocones by Langmuir–Blodgett assembly and etching. Appl. Phys. Lett. 93, 133109 (2008).
Peng, K.-Q., Yan, Y.-J., Gao, S.-P. & Zhu, J. Synthesis of Large-Area Silicon Nanowire Arrays via Self-Assembling Nanoelectrochemistry. Adv. Mater. 14, 1164–1167 (2002).
Hasan, M., Huq, M. F. & Mahmood, Z. H. A review on electronic and optical properties of silicon nanowire and its different growth techniques. SpringerPlus 2, (2013).
Cui, Y., Duan, X., Hu, J. & Lieber, C. M. Doping and Electrical Transport in Silicon Nanowires. J. Phys. Chem. B 104, 5213–5216 (2000).
Cui, Y., Zhong, Z., Wang, D., Wang, W. U. & Lieber, C. M. High Performance Silicon Nanowire Field Effect Transistors. Nano Lett. 3, 149–152 (2003).
Choi, S.-Y., Fung, W. Y. & Lu, W. Growth and electrical properties of Al-catalyzed Si nanowires. Appl. Phys. Lett. 98, 033108 (2011).
Moutanabbir, O. et al. Colossal injection of catalyst atoms into silicon nanowires. Nature 496, 78–82 (2013).
Garnett, E. & Yang, P. Light Trapping in Silicon Nanowire Solar Cells. Nano Lett. 10, 1082–1087 (2010).
Peng, K. et al. Aligned Single-Crystalline Si Nanowire Arrays for Photovoltaic Applications. Small 1, 1062–1067 (2005).
Peng, K. et al. Uniform, Axial-Orientation Alignment of One-Dimensional Single-Crystal Silicon Nanostructure Arrays. Angew. Chem. Int. Ed. 44, 2737–2742 (2005).
Peng, K. Q. et al. Fabrication of Single-Crystalline Silicon Nanowires by Scratching a Silicon Surface with Catalytic Metal Particles. Adv. Funct. Mater. 16, 387–394 (2006).
Peng, K. et al. Metal-particle-induced, highly localized site-specific etching of Si and formation of single-crystalline Si nanowires in aqueous fluoride solution. Chem. Weinh. Bergstr. Ger. 12, 7942–7947 (2006).
Tsakalakos, L. et al. Silicon nanowire solar cells. Appl. Phys. Lett. 91, 233117 (2007).
Sivakov, V. et al. Silicon Nanowire-Based Solar Cells on Glass: Synthesis, Optical Properties, and Cell Parameters. Nano Lett. 9, 1549–1554 (2009).
Tian, B. et al. Coaxial silicon nanowires as solar cells and nanoelectronic power sources. Nature 449, 885–889 (2007).
Gunawan, O. & Guha, S. Characteristics of vapor–liquid–solid grown silicon nanowire solar cells. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 93, 1388–1393 (2009).
Putnam, M. C. et al. Si microwire-array solar cells. Energy Environ. Sci. 3, 1037–1041 (2010).
Kelzenberg, M. D. et al. High-performance Si microwire photovoltaics. Energy Environ. Sci. 4, 866–871 (2011).
Garnett, E. C. & Yang, P. Silicon Nanowire Radial p−n Junction Solar Cells. J. Am. Chem. Soc. 130, 9224–9225 (2008).
Misra, S., Yu, L., Foldyna, M. & Roca i Cabarrocas, P. High efficiency and stable hydrogenated amorphous silicon radial junction solar cells built on VLS-grown silicon nanowires. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 118, 90–95 (2013).
Misra, S., Yu, L., Foldyna, M. & Roca i Cabarrocas, P. New Approaches to Improve the Performance of Thin-Film Radial Junction Solar Cells Built Over Silicon Nanowire Arrays. IEEE J. Photovolt. 5, 40–45 (2015).
Toan, L. D. et al. Connecting wire-based solar cells without any transparent conducting electrode. CrystEngComm 18, 207–212 (2015).
Al-Ghzaiwat, M. et al. Large Area Radial Junction Silicon Nanowire Solar Mini-Modules. Sci. Rep. 8, 1651 (2018).
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Số
Chuyên mục
Categories
Giấy phép
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
