可彎曲的納米太陽(yáng)能電池
不詳 ?佚名 ? 2009年09月01日 ? ?環(huán)球博覽
據(jù)美國(guó)《時(shí)代》雜志報(bào)道，美國(guó)加州大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新型太陽(yáng)能電池技術(shù)，這種太陽(yáng)能電池可通過(guò)在鋁箔上生長(zhǎng)直立的納米柱來(lái)制成，將整個(gè)電池封裝在透明的膠狀聚合物內(nèi)后就能制作出可彎曲的太陽(yáng)能電池，成本低于傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池。
領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的美國(guó)加州大學(xué)電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授阿里•杰威表示，與傳統(tǒng)硅和薄膜電池相比，納米柱技術(shù)可使研究人員使用更為廉價(jià)和低質(zhì)的材料。更重要的是，該技術(shù)更適于在薄鋁箔上制作出可卷曲的太陽(yáng)能電池板，從而降低了制造成本。一旦獲得成功，其生產(chǎn)成本將可低至單晶硅太陽(yáng)能板的1/10。
這種太陽(yáng)能電池是通過(guò)將統(tǒng)一的500納米高的硫化鎘嵌入碲化鎘薄膜中制成的，這兩種材料均是薄膜太陽(yáng)能電池中經(jīng)常使用的半導(dǎo)體。杰威及其同事在《自然—材料學(xué)》（Nature Materials）上發(fā)表的報(bào)告稱，此種電池將光能轉(zhuǎn)換為電能的效率可達(dá)6%。此前，也有科學(xué)家使用了這種立柱設(shè)計(jì)思想，但其方法成本較為昂貴，且光電轉(zhuǎn)換效率不到2%。
在傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池中，硅吸收光并產(chǎn)生自由電子，這些電子必須在受困于材料的缺陷或雜質(zhì)前到達(dá)電路。這就要求使用極為純凈、昂貴的晶體硅來(lái)制造高效光伏裝置。
納米柱就承擔(dān)了硅的職責(zé)，納米柱周圍的材料吸收光并產(chǎn)生電子，納米柱將其運(yùn)送到電路。這種設(shè)計(jì)以兩種方式來(lái)提高效率：緊密封裝的納米柱捕捉柱間的光，幫助周圍的材料吸收更多的光；電子以非常短的距離穿越納米柱，因此沒(méi)有太多的機(jī)會(huì)受困于材料的缺陷。這意味著可以使用低質(zhì)量的廉價(jià)材料。
杰威及其同事制作的納米柱電池首次使用經(jīng)氧化處理的鋁箔，創(chuàng)建出呈周期性分布的200納米寬小孔，這些小孔作為硫化鎘晶體直立生長(zhǎng)的模板。然后，對(duì)碲化鎘和頂端電極飾以銅和金的薄膜。它們通過(guò)一塊玻璃板和電池相連，或是將其頂端投入聚合物溶液使其彎曲。
領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的美國(guó)加州大學(xué)電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授阿里•杰威表示，與傳統(tǒng)硅和薄膜電池相比，納米柱技術(shù)可使研究人員使用更為廉價(jià)和低質(zhì)的材料。更重要的是，該技術(shù)更適于在薄鋁箔上制作出可卷曲的太陽(yáng)能電池板，從而降低了制造成本。一旦獲得成功，其生產(chǎn)成本將可低至單晶硅太陽(yáng)能板的1/10。
這種太陽(yáng)能電池是通過(guò)將統(tǒng)一的500納米高的硫化鎘嵌入碲化鎘薄膜中制成的，這兩種材料均是薄膜太陽(yáng)能電池中經(jīng)常使用的半導(dǎo)體。杰威及其同事在《自然—材料學(xué)》（Nature Materials）上發(fā)表的報(bào)告稱，此種電池將光能轉(zhuǎn)換為電能的效率可達(dá)6%。此前，也有科學(xué)家使用了這種立柱設(shè)計(jì)思想，但其方法成本較為昂貴，且光電轉(zhuǎn)換效率不到2%。
在傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池中，硅吸收光并產(chǎn)生自由電子，這些電子必須在受困于材料的缺陷或雜質(zhì)前到達(dá)電路。這就要求使用極為純凈、昂貴的晶體硅來(lái)制造高效光伏裝置。
納米柱就承擔(dān)了硅的職責(zé)，納米柱周圍的材料吸收光并產(chǎn)生電子，納米柱將其運(yùn)送到電路。這種設(shè)計(jì)以兩種方式來(lái)提高效率：緊密封裝的納米柱捕捉柱間的光，幫助周圍的材料吸收更多的光；電子以非常短的距離穿越納米柱，因此沒(méi)有太多的機(jī)會(huì)受困于材料的缺陷。這意味著可以使用低質(zhì)量的廉價(jià)材料。
杰威及其同事制作的納米柱電池首次使用經(jīng)氧化處理的鋁箔，創(chuàng)建出呈周期性分布的200納米寬小孔，這些小孔作為硫化鎘晶體直立生長(zhǎng)的模板。然后，對(duì)碲化鎘和頂端電極飾以銅和金的薄膜。它們通過(guò)一塊玻璃板和電池相連，或是將其頂端投入聚合物溶液使其彎曲。
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