富勒烯装置用作太阳能电池和电流逆变器

富勒烯装置用作太阳能电池和电流逆变器

一个国际研究团队开发了一种基于磁极和60富勒烯(有时称为Buckyball)组合的光伏电池,通过使用普通材料和结构将光电效率提高了14%。

在“ 科学 ”杂志上所述的研究中,来自中国,德国和西班牙的科学家已经采用基于巨磁阻的自旋阀 - 器件 ,用于磁记忆和传感器,并与光电材料相结合。结果为太阳能电池将光转换成电能提供了新的途径。

西门子CIC nanoGUNE研究教授和Nanodevices集团负责人Luis Hueso 在接受IEEE Spectrum电子邮件采访时说:“该设备只是一个光伏电池“但是,我们正在使用磁性电极(钴和镍 - 铁)而不是通常用于有机光伏的标准氧化铟锡(ITO)和铝。”磁极为电子提供了一定的旋转方向,产生了所谓的自旋极化电流。他说,使用这些电极可以将光伏效率提高14%。

为了实现这些结果,研究人员需要该器件具有光伏效应和自旋传输效应。也就是说,根据Hueso的说法,电子在穿过器件时保持自旋取向。Hueso补充说:“这两个效果在同一台设备之前没有被观察到,仅仅是分开的。

这些同时光伏和自旋极化效应的副产品之一是其开发的器件具有作为逆变器的附加功能,其用于将由太阳能电池产生的直流(DC)转换为交流(AC )。

Hueso解释说,电流反转是由外部磁场产生的。随着磁场的变化,电流改变方向。其原因在于设备内部的电流有两个来源:一个是由光产生的电流,另一个是来自磁极的电流。

由光产生的电流可以通过光照射量来改变。来自电极的电流可以通过磁场来改变。平衡两个贡献意味着可以修改整个电流的流向。

该装置功能的关键是C 60富勒烯。60既是光伏材料又能维持电子载体的自旋极化的材料。Hueso说:“由于过去已经证明了这两种效应 - 我们集团的转型 - 我们决定将其用于原理验证实验。

设备中的实际电流输出相当小,这主要是由于C 60不是太阳能电池的重要材料。为了解决这个问题,研究人员目前正在使用更好的材料来构建类似的设备。

虽然Hueso认识到更多的工程将需要与他们生产的设备完成,但他认为实际上可以兼顾光伏和逆变器的设备也是可能的。


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