新一代高效太阳能电池技术
美国橡树岭国家实验室(ORNL)的一个研究小组利用三维纳米锥太阳能电池平台,将太阳能光电板的光能转化
效率提高了近80%,从根本上解决了太阳能电池效率低下的难题。
太阳能光子产生的电荷主要是带负电的电子和带正电的空穴,它们通常会被疏松材料内部及界面处的缺位捕获
而性能下降。ORNL化学科学部成员徐军表示:“我们合成制造了一种以纳米锥为基础的太阳能电池,解决了电荷捕
获问题,提高了光能转化效率。” 利用这种方法,他们在实验室规模上获得了3.2%的光能转化效率,而采用传统二
维结构,相同材料获得的效率仅为1.8%。这种新型技术以“纳米锥能够在接合点尖端附近产生高电场,从而有效分
离、注入和收集少数载流子”的原理为基础,因此效率更高。
新型太阳能电池由P型半导体环绕的N型纳米锥组成,这种三维结构提供了一个内在的电场分布,促进了电荷
的有效输送,提高了光能转化效率。这种高效的太阳能电池对于制造材料要求不苛刻,进一步降低了生产成本。它
的主要特点是:能够实现高效电荷输送的独特电场分布,纳米锥合成方法廉价专一,半导体材料中缺位和空穴最小
化。(高伟)
