纳米柱攻克薄膜太阳能电池效率转化难题

如何开发新能源和高效利用新能源，成为全球应对能源危机的首要举措。而太阳能则成为了人们最看好的新能源，硅基太阳能电池是最有前途的技术之一，可以产生清洁的可再生能源。但如何解决高挡硅晶体需要非常谨慎的制造工艺，高昂的生产成本这以阻止其商业化的瓶颈就成了摆在人们面前的难题。日前，这一难题被人们成功解决，美国研究人员发现纳米柱可提高薄膜太阳能电池效率。

传统的降低太阳能电池生产成本的方法就是沉积层状硅，沉积到更便宜的基板上，比如塑料或玻璃基板。但硅薄膜具有较低的发电转换效率，为了提高转化率，研究人员把硅薄膜沉积在廉价基质上。即便如此，新问题还是接踵而来，低挡硅薄膜无法吸收的光子，波长大于薄膜厚度，如何捕捉更多的光子就成了当务之急。

研究人员近日发现有一种方法可以捕获更多的光子，就是在硅薄膜上刻出微型硅柱，这些硅柱有几百纳米大小，就在硅片表面。研究人员解释说，硅纳米柱就像森林中的树木，光线进入其中，就不容易出来。光照在表面，会反弹几次，沿着或进入这些柱子，之后才穿透底部的平坦表面，每一次弹跳运动，都会增加光子吸收机会。研究人员还使用电脑模拟，确定最佳配置，引导电荷流出充满缺陷的硅薄膜。他们发现，每个柱子的上半部分都可以做得极其导电，只需引入大量掺杂剂。研究人员现在正在使用这些实用的指导，设计一种样机，根据就是这种独特的概念。使用纳米结构是一种很好的方式，可以开辟道路，克服传统物理学设置的局限，提高薄膜太阳能电池效率。