納米柱攻克薄膜太陽能電池效率轉化難題

如何開發(fā)新能源和高效利用新能源，成為全球應對能源危機的首要舉措。而太陽能則成為了人們最看好的新能源，硅基太陽能電池是最有前途的技術之一，可以產生清潔的可再生能源。但如何解決高擋硅晶體需要非常謹慎的制造工藝，高昂的生產成本這以阻止其商業(yè)化的瓶頸就成了擺在人們面前的難題。日前，這一難題被人們成功解決，美國研究人員發(fā)現(xiàn)納米柱可提高薄膜太陽能電池效率。

傳統(tǒng)的降低太陽能電池生產成本的方法就是沉積層狀硅，沉積到更便宜的基板上，比如塑料或玻璃基板。但硅薄膜具有較低的發(fā)電轉換效率，為了提高轉化率，研究人員把硅薄膜沉積在廉價基質上。即便如此，新問題還是接踵而來，低擋硅薄膜無法吸收的光子，波長大于薄膜厚度，如何捕捉更多的光子就成了當務之急。

研究人員近日發(fā)現(xiàn)有一種方法可以捕獲更多的光子，就是在硅薄膜上刻出微型硅柱，這些硅柱有幾百納米大小，就在硅片表面。研究人員解釋說，硅納米柱就像森林中的樹木，光線進入其中，就不容易出來。光照在表面，會反彈幾次，沿著或進入這些柱子，之后才穿透底部的平坦表面，每一次彈跳運動，都會增加光子吸收機會。研究人員還使用電腦模擬，確定最佳配置，引導電荷流出充滿缺陷的硅薄膜。他們發(fā)現(xiàn)，每個柱子的上半部分都可以做得極其導電，只需引入大量摻雜劑。研究人員現(xiàn)在正在使用這些實用的指導，設計一種樣機，根據(jù)就是這種獨特的概念。使用納米結構是一種很好的方式，可以開辟道路，克服傳統(tǒng)物理學設置的局限，提高薄膜太陽能電池效率。