日前,北卡罗来纳州立大学的研究人员发现了制造更薄的薄膜太阳能电池的方法,该方法还不会削弱电池吸收太阳能的能力。
北卡罗来纳州材料科学与工程助理教授的Linyou Cao博士介绍说,他们可以利用具有超薄活性层的纳米级夹心技术来制造太阳能电池,其非晶硅涂层厚度只有70nm,这在技术上是一个重要的突破,因为目前市场上典型的太阳能电池大多采用非晶硅制造,其活性层厚度介于300nm~500nm之间。而太阳能电池吸收太阳能并将其转化为电能或化学能的过程实际上是在电池的活性层中进行的。
Cao博士指出,他们开发的这项技术能普遍应用于其他太阳能电池材料领域,例如碲化镉、铜铟镓硒以及有机材料等。这项新技术能够大规模地适应于传统的生产过程,同时又可以生产出非同寻常的产品。第一步是采用标准光刻技术在基板上刻出模板,模板的主要结构由厚度介于200nm~300nm之间的透明介电材料制成;下一步,研究人员在基板和纳米结构上涂覆上一层极薄的活性材料涂层;然后,在此活性涂层的表面再涂覆上一层介电材料。活性层下的介电层纳米结构是一层均匀分布且凸起的薄膜。
两介电层中间的活性材料的纳米级夹心设计是这项技术的关键之一。此纳米结构作为非常高效的光学触角,可以将太阳能聚集到活性材料中,这种聚集作用意味着采用更薄的活性层也不会降低太阳能电池的性能。而在常规的薄膜设计中,采用薄的活性层会降低太阳能电池的效率。(李伟菘)