美國(guó)采用納米夾層技術(shù)為薄膜太陽(yáng)能電池“瘦身”

    美國(guó)北卡羅來納州立大學(xué)的科研人員表示，他們能夠借助納米夾層技術(shù)制成更“苗條”的薄膜太陽(yáng)能電池，而不影響電池吸收太陽(yáng)能的能力。同時(shí)，這也將大幅降低新型電池的制造成本，并可廣泛應(yīng)用于其他眾多太陽(yáng)能電池材料，如碲化鎘和銅銦鎵硒（CIGS）等。

    論文的聯(lián)合作者、該校材料科學(xué)和工程系的助理教授曹林佑（音譯）說，他們能夠借助納米夾層技術(shù)制成具有超薄活性層的太陽(yáng)能電池，例如，其可以在電池表面創(chuàng)造厚度僅為70納米的非晶硅活性層。“這是一項(xiàng)重大的改進(jìn)，因?yàn)槟壳笆袌?chǎng)上同樣使用非晶硅的普通薄膜太陽(yáng)能電池，其活性層可達(dá)300納米至500納米厚，而活性層正是太陽(yáng)能電池中吸收陽(yáng)光并將其轉(zhuǎn)化為電力或化學(xué)燃料的功臣。”

    雖然新技術(shù)很大程度上依賴于傳統(tǒng)的制造過程，但制造的成品卻有很大差異。首先需要借助標(biāo)準(zhǔn)光刻技術(shù)在基片上制成圖案，這種圖案可以描畫由透明介質(zhì)材料組成的結(jié)構(gòu)輪廓，其測(cè)量值介于200納米至300納米之間。隨后，研究人員將為基片和納米結(jié)構(gòu)涂覆一層極薄的非晶硅活性材料，并會(huì)在活性層的外層再涂上另外一層介質(zhì)材料。曹林佑表示，這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)重要方面就是納米夾層的設(shè)計(jì)，可使活性材料位于兩個(gè)介質(zhì)層之間。納米結(jié)構(gòu)可作為十分有效的光學(xué)天線，令太陽(yáng)能聚集在活性材料上。這意味著科學(xué)家能夠使用更薄的活性層構(gòu)建太陽(yáng)能電池，而不會(huì)影響電池的效能，從而解決傳統(tǒng)薄膜太陽(yáng)能電池中活性層變薄會(huì)隨之削弱電池能效的難題。 <