美研发出新型透明太阳能电池薄膜

美研发出新型透明太阳能电池薄膜 ? 64? 断增加,中东地区下游铝产品也自然会不断增长. 摘自《中国有色金属报》 我国西部最大锂电池生产基地落户呼和浩特 lO月19日,我国西部地区最大的锂电池生产基地—— 内蒙古荣丰新能源有限公司锂电池生产项目开工典礼在呼 和浩特市鸿盛工业园区举行. 内蒙古荣丰新能源有限公司锂电池生产项目总投资28 亿元,计划2011年建设,2013年投产后将达到每年800万安 时的生产能力,年产值亿元以上,税收近千万元.该项目产品 可以应用于电动汽车,电动自行车,还可为太阳能发电,风力 发电储存电能,填补了自治区在这一领域的空白,是目前我 国西部地区最大的锂电池生产基地.内蒙古荣丰新能源有限 公司锂电池生产项目的启动建设,将成为内蒙古自治区高科 技工业发展的重要力量.摘自《中国有色金属报》 ? 科技动态? "超级电影"展示石墨烯中电子波图像 据美国物理学家组织网近日报道,美国能源部阿尔贡国 家实验室的先进光子源(APS)和伊利诺斯大学厄本那一香槟 分校的弗雷德里克?塞茨材料研究实验室开展合作,在石墨 晶体上进行X射线散射实验,利用重建算法制作了非支撑石 墨烯层中电荷的动态"电影"——这也是迄今为止最快的"电 影",达到了0.533埃米(10.米)和10.3阿秒(10秒)的 解析度. 石墨烯是只有一个原子厚度的石墨单原子层,其原子以 蜂窝状排列,它具有许多奇特的属性,包括极强的拉力,弹性 和优良的导电性,绝热性等,使它在下一代低成本弹性电子 学中极具潜力,成为用途最广的新材料之一.而它的电子行 为就像迪拉克费米子,涵盖了从高能物理现象到固态结构研 究领域.一个关键问题是,这种费米子或者说石墨烯中的电 子的运动是否受到库仑斥力的影响? 一 埃米大致是一个氢原子的宽度,而对一阿秒来说,一 秒好比宇宙的年龄.如此微小如此快速如何被测量到?研究 人员使用非弹性x射线进行的散射实验发现,石墨烯非常有 效地屏蔽了库仑力的相互作用,让其中的电子现得就像半 金属中的一个简单的独立电子.他们的研究揭示了几个疑 点,包括独立的石墨烯为何不能像预测的那样变成绝缘体. 实验还演示了超快动力学研究的一种新途径,为了解材料的 最基本属性开辟了新窗口. 论文指出,实验显示迪拉克费米子的极化程度被激子效应 所放大,提升了对准粒子之间相互作用力的屏蔽.作用力强度 具有尺度效应(scale—dependent),有效精细结构常数的特征, 其值处于低能级长距离,比最小值要小得多,这表明在整体上, 石墨烯电子之问的相互作用非常微弱.摘自《科技日报》 一 种新型超硬碳结构获确认常温下剪切强度 比金刚石高17% 据美国物理学家组织网11月9日(北京时间)报道, 2003年,科学家曾在实验中构建了一种新型的碳结构,但此 项发现一直备受争议;最近,两组不同的研究团队利用不同 确认了一种被称为体心四方碳的三维网络结构,认为这 种结构与2003年所发现的并无二致.纯碳以各种不同的结 构形式存在,如石墨和金刚石.这种新型体心四方碳的结构 出乎意料的简单,介乎金刚石的碳原子立方体和石墨的六方 晶格碳原子薄片之间,为包含4个碳原子的方片,由垂直于 方片的短键相连.这种形式的碳是石墨在常温下经高压形成 的. 众所周知,石墨在冷压环境下(在室温下施以高压),其 转变是可逆的.2003年,美国斯坦福大学研究人员在一个金 刚石压砧中对石墨进行压缩,同时获取x射线衍射图样以帮 助确定结构内的键合.他们发现,当压力超过17GPa(17万 大气压)时,通常情况下为柔软状态的石墨中的碳原子形成 了一种硬度足以粉碎金刚石的材料,但其结构尚不清楚. 在最新一期《物理评论B》上,由中国南开大学王慧田 (音译)领导的科学家小组通过计算机模拟表明,这种超硬碳 至少部分是由体心四方碳组成的.研究小组对l5种可能结 构进行研究后发现,透明的体心四方碳不仅只需很少的能量 就能形成,其剪切强度甚至比金刚石还高出17%.如果这一 结论能得以证实,也就意味着能在常温下制造出比金刚石更 强的材料.而在今年3月的《物理评论快报》上,由美国明尼 苏达大学的雷纳特?温茨克维奇和日本产业技术综合研究 所的三宅隆等组成的另一组科学研究团队用不同方法得出 了类似的结论.利用量子力学模拟对体心四方碳结构进行分 析后,研究小组发现体心四方碳在18.6GPa下比石墨更稳 定,和M碳(一种包含有5个和7个碳原子环层的结构)混合 后,其产生的X射线衍射图与2003年发现的碳结构匹配度 甚高.摘自《科技日报》 美研发出新型透明太阳能电池薄膜 据美国物理学家组织网近日报道,美国能源部布鲁克海 文国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们研发 出了一种可吸收光线并将其大面积转化成为电能的新型透 明薄膜.这种薄膜以半导体和富勒烯为原料,具有微蜂窝结 构.相关研究发表在最新一期的《材料化学》杂志上,论文称 该技术可被用于开发透明的太阳能电池板,甚至还可以用这 种材料制成可以发电的窗户. 这种材料由掺杂碳富勒烯的半导体聚合物组成.在严格 控制的条件下,该材料可通过自组装方式由一个微米尺度的 六边形结构展开为一个数毫米大小布满微蜂窝结构的平 面. 负责该研究的美国布鲁克海文国家实验室多功能纳米 材料中心的物理化学家米尔恰?卡特莱特说,虽然这种蜂窝 状薄膜的制作采用了与传统高分子材料(如聚苯乙烯)类似 的工艺,但以半导体和富勒烯为原料,并使其能够吸收光线 产生电荷这还是第一次. 据介绍,该材料之所以还能在外观上保持透明是因为聚 合物链只与六边形的边缘紧密相连,而其余部分的结构则较 为简单,以连接点为中心向外越来越薄.这种结构具有连接 作用,同时具有较强的吸收光线的能力,也有利于传导电流, 而其他部分相对较薄也更为透明,主要起透光的作用. 研究人员通过一种十分独特的方式来编织这种蜂窝状 薄膜:首先在包含聚合物以及富勒烯在内的溶液中加入一层 极薄的微米尺度的小水滴.这些水滴在接触到聚合物溶液后 就会自组装成大型阵列,而当溶剂完全蒸发后,就会形成一 块大面积的六边形蜂窝状平面.此外,研究人员发现聚合物 的形成与溶剂的蒸发速度紧密相关,这相应地又会决定最终 材料的电荷传输速度.溶剂蒸发得越慢,聚合物的结构就越 紧凑,电荷传输速度也就越快. "这是一种成本低廉而效益显着的制备方法,很有潜力 从实验室应用到大规模商业化生产之中."卡特莱特说. 通过扫描探针式电子显微镜和荧光共焦扫描显微镜,研 究人员证实了新材料蜂窝结构的均匀性,并对其不同部位(边 缘,中心,节点)的光学性质和电荷产生情况进行了测试. 卡特莱特表示:"我们的工作让人们对蜂窝结构的光学 特征有了更深的了解.下一步我们计划将这种材料应用于透 明且可卷曲的柔性太阳能电池以及其他设备的制造当中,以 推动这种蜂窝薄膜尽快进入实用阶段."摘自《科技13报》 富士通研究所展示基于碳纳米管的散热及安装技术 富士通研究所在"CEATECJAPAN2010"上展出了采用 碳纳米管(CNT)的散热及安装技术.富士通研究所在陶瓷底 板上形成多个由CNT束构成的凸点,然后以倒装芯片方式 在凸点上安装无线基站用高输出放大器芯片.利用CNT凸 点,可在实现电气连接的同时进行散热. 富士通研究所正在推进开发采用CNT的LSI多层布线, 但用于ISl时,需要将CNT的生长温度控制在400oC以下. 而散热及安装用CNT凸点使用陶瓷底板,所以生长温度可 高达600?.因此,可减小CNT本身的缺陷,实现高品质化. 现有凸点的CNT束密度仅为1010,1011个/cm,导热率为 100,200W/(m?K),低于铜(Cu)(300,400W/(m? K)).不过,CNT与cu相比具有可轻松形成微细且高纵横比 的凸点的特点.实际上,富士通研究所已制作出了宽9Ixm, 高10,2Om的CNT凸点,主要面向对这类凸点要求较高 的无线基站用高输出放大器用途.今后,富士通研究所还打 算通过提高CNT束的密度,增加导热率,来进一步扩大其用 途. [摘自httF://china.nikkeibp.corn.cn/news/semi/ 53535—20101012.html1 新碳纳米管天线可高效收集阳光 美国麻省理工学院(MIT)化学副教授迈克尔?斯特拉诺 领导的研究人员首次利用碳纳米管制成了一种可捕捉和收 集太阳光的"天线",其收集太阳光的效率是普通光伏电池的 100倍,该新天线可使用在太阳能电池中,提高其光电转化效 率.新技术有望使研究人员研发出更小更强大的太阳能电池 阵列.新天线也可用于其他需要聚光的领域,包括用来制作 夜视仪或望远镜等. 太阳能电池板通过将光子转变为电流来产生电力,斯特 ? 65? 拉诺的碳纳米管天线增加了能够被捕捉到的光子数量,并可 将捕捉到的光子转变为能量"放人"太阳能电池中. 新天线是一条约10p,m长,4m厚的纤维绳,其中包含 约3000万个碳纳米管,这些纳米管具有不同的导电性(能带 隙),分布在纤维绳的内外两层. 新天线内层包含的碳纳米管的能带隙较小;外层碳纳米 管的能带隙更高.这一点很重要,因为激子可能从高能带隙 流向低能带隙.这意味着,外层的激子会流到内层.因此,当 光线照射物体时,所有激子都会流到纤维绳的中心,并聚集 在那儿. 斯特拉诺团队表示,他们将在一个半导体物质的核心周 围搭建这样的天线来组装一个太阳能电池.半导体和碳纳米 管的接口可以把电子从空穴分开,电子将汇聚在一个电极 上,这个电极同内部的半导体接触;空穴汇聚在另一个电极, 这个电极同碳纳米管接触,这样整个系统就会产生电流.该 太阳能电池效率的高低主要取决于电极所使用的材料. 最近,科学家研发出了不同属性的碳纳米管,让斯特拉 诺团队可以控制该碳纳米管纤维不同层的性质.斯特拉诺团 队现在正在想方设法减少激子通过纤维时的能量损失,同时 让每个光子产生的激子更多.目前,碳纳米管天线的能源损 失率为13%,但是,该研究团队正在努力研发的新天线,其能 源损失率目标仅为1%. 【摘自 2010109142l31138l2379.shtm1 新石墨烯薄膜具优良摩擦学性能 中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室 聚合物摩擦学组在石墨烯(Graphene)薄膜研制及其摩擦学性 能研究方面获得新进展. 石墨烯是单层碳原子紧密排列而形成的一种炭质新材 料,具有单层二维蜂窝状(Honeycomb)品格结构,是目前世界 上公认的最薄的二维材料(厚度只有0.335nm).由于其特殊 的微观结构,石墨烯具有极好的力学,热导性和电学性能,有 望在微电子,信息,能源,材料和生物医药等领域具有重大的 应用前景.但是,结构完整的石墨烯化学稳定性高,很难将其 在器件上进行组装,从而限制了其深入应用.可喜的是,基于 氧化石墨烯表面活性官能团而开展的石墨烯功能化研究为 其表面组装和修饰提供了可能.固体润滑国家重点实验室研 究人员利用氧化石墨烯表面的活性环氧基,羧基与氨基的化 学作用,将其组装到3一氨丙基三乙氧基硅烷自组装薄膜 (APTES—SAMs)修饰的单晶硅基底表面,然后进行热还原处 理,得到了还原的石墨烯氧化物.对制备的样品进行摩擦学 性能表征,发现所获得的薄膜具有较低的摩擦系数和优异的 抗磨损性能.该项研究有望为微/纳机电系统(MEMS/ NEMS)提供一种新的润滑体系,具有十分重要的科学和现实 意义.研究结果发表在近期的《朗缪尔))(Langmuir)32(2010, 26(20),15830—15836).该项研究得到了国家自然科学基金 和中科院"百人计划"科研项目的支持. 【摘自 2010102116575765512871.shtm】