納米錐或為降低硅太陽能電池成本的關鍵
2012年06月07日 10:41 5145次瀏覽 來源： 中國科技網 分類： 新技術
據物理學家組織網6月6日（北京時間）報道，對于硅光伏產業，要制造出經濟可行的太陽能電池，需要將目前模塊每瓦特1美元的成本下降一半，而這些成本大多來自硅材料和經常使用的昂貴制造工藝。美國斯坦福大學的一個科學家團隊最新研發出一種由硅納米錐和有機導電聚合物覆蓋的混合型太陽能電池，不僅可以在這兩個方面削減成本，同時還表現了出色的性能。該研究成果發表在最新一期《納米快報》上。
研究人員介紹，混合太陽能電池使用納米材質有兩個好處：提高光的吸收，減少使用所需硅材料的數量。太陽能電池的納米紋理涉及納米線、納米穹罩（圓頂）和其他結構。研究發現，納米錐體結構提供了一個增強光吸收最佳形狀的縱橫比（納米錐的高度/直徑），因為它能夠同時對短波光的抗反射和長波長的光散射都發揮作用。
在以往使用納米材質的設計中，結構之間的空間通常太小以致無法填充聚合物。而新太陽能電池中，納米錐的形狀結構允許聚合物涂在開放的空間，減少了其他材料的需求。通過用一個簡單的低溫方法即可形成這種納米錐體/聚合物混合結構，也降低了工藝成本。
在對新型太陽能電池進行測試并作出一些改進之后，研究人員發現，生產的器件效率達到11.1%，這是在混合硅/有機太陽能電池中的最高數值。此外，短路電流的密度表明，這種太陽能電池產生最大的電流僅稍低于單晶硅太陽能電池的世界紀錄，非常接近理論極限。
研究人員預測，由于混合硅納米錐聚合物太陽能電池良好的性能和更簡單的生產工藝，未來有一天其可能會被視為經濟上可行的光伏器件。
總編輯圈點
風能發電的5—8倍，傳統煤電的15—18倍，讓人望而卻步的高成本嚴重制約了晶體硅太陽能發電的應用。盡管技術進步和市場擴大使其成本不斷下降，但由于材料和工藝的限制，晶體硅太陽能電池進一步降低成本的空間似乎相當有限。因此，日漸興起的薄膜太陽能電池益發在競爭中占了上風。而文中提到的新技術，不僅減少了硅材料的使用量，還降低了工藝成本，讓人們看到晶體硅太陽能電池似乎有了“枯木逢春”的跡象。
責任編輯：安子
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