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新型纳米纸兼具超高透明度和光雾度

发布时间:2020-01-14 13:45:33 阅读: 来源:保温管厂家

科技日报讯 据物理学家组织网1月23日报道,美国马里兰大学、内布拉斯加林肯大学和中国华南理工大学的研究人员合作开发出一种用于下一代太阳能电池的革命性材料—由木材纤维制成、透明度达96%的新型纸张。这种纸价格低廉,并且比在太阳能电池中使用的塑料基片更环保。最重要的是,其克服了光透明性和大部分材料所欠缺的光雾度的难题。该研究结果刊登在最新一期的《纳米快报》上。

研究人员解释说,太阳能电池的性能优势是材料既具有高光透明度(以允许透光率高),又有高光雾度(以增加散射和该材料内透射光吸收)。但到目前为止,大多具有高透明度值(约90%)的材料却只有非常低的光雾度值(低于20%)。

而新型纸张具有96%的超高透明度和60%的超高光雾度,这是在所有报道中最高的光雾度值。之所以能在这两方面具有如此出色表现,是因为这种纸张具有纳米孔而非微孔性结构。普通纸是由木纤维制成,由于在多孔结构中的微腔会引起光的散射,故具有低光透明性。研究人员使用四甲基哌啶(TEMPO)削弱了微纤维之间的氢键,然后制成木纤维,导致木纤维膨胀和坍缩成含有纳米孔的紧致密集的结构。

马里兰大学材料科学与工程系助理教授胡良斌(音译)说:“这种纸是由如同丝带的材料堆叠而成,具有高透明度,而纳米孔还有利于高光雾度。”

在将这种纸用于太阳能电池应用的测试中,研究人员把木纤维纸涂覆到硅基板表面上。实验表明,光采集装置收集光的效率增加了10%。

尽管还有其他纳米纤维制成的纸张,但这种新型纸在使用更少能源和时间的情况下,表现出更高的透光率。凭借这些优势,高度透明、高雾度的纸可以提供一种廉价的方式,以增强太阳能电池板、太阳能屋顶和太阳能窗户的效率。(华凌)

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