吸光器或降低太陽能電池成�
近日,美國科�(xué)家制造出了迄今最薄的有效可見光吸光器,這種納米�(jié)�(gòu)的厚度僅為普通紙的千分之一,最新設(shè)備有望降低太陽能電池的成本并提高其光電轉(zhuǎn)化效��
參與該研究的斯坦福大�(xué)化學(xué)工程�(xué)教授斯泰西·本特說:“太陽能電池越薄,需要的材料越少,成本也就越�。我們目前面臨的挑戰(zhàn)是,在減少太陽能電池厚度的同�(shí)不損失其吸收太陽光并將之�(zhuǎn)化為清潔能源的能�。最新設(shè)備做到了這一�(diǎn):非常纖薄的一層材料就幾乎可將特定波長(zhǎng)的入射光全部吸收?�?/p>
理想的太陽能電池�(yīng)該能將可見光光譜上的所有光收納其中――從波長(zhǎng)400納米的紫色光波到波長(zhǎng)700納米的紅色光波以及不可見的紅外線和紫外線。在最新研究中,科�(xué)家們制造出了一些纖薄的圓片,其上布滿了5200億�(gè)�14納米��17納米寬的圓形的金納米�(diǎn)�
該研究的主要作�、博士后研究員卡爾·赫格和同事使用原子層沉積過�,在圓盤上添加了一層薄膜涂�,利用這一技�(shù),他們能整齊劃一地包裹粒子并將薄膜厚度控制到原子�(jí),由此可以僅僅通過改變納米�(diǎn)周圍涂層的厚度來�(diào)諧系�(tǒng),這也是最新研究的一�(gè)亮點(diǎn)�
隨后,赫格和同事讓這些�(jīng)過調(diào)諧的金納米點(diǎn)吸收波長(zhǎng)�600納米的橘紅色�。赫格解釋道:“金屬粒子有一�(gè)共振頻率,可�(duì)其調(diào)諧讓其吸收特定波�(zhǎng)的光,我們對(duì)新系�(tǒng)的光�(xué)屬性�(jìn)行了�(diào)諧以便讓其吸光率�(dá)到最�?�?/p>
最終得到的�(jié)果創(chuàng)造了新紀(jì)錄。赫格說:“這種有涂層的圓盤�(duì)橘紅色光的吸收率高達(dá)99%;金納米點(diǎn)本身�(duì)光的吸收率也高達(dá)93%。每�(gè)�(diǎn)的體積約等于1.6納米厚的一層金的體�,這就使它成為迄今最纖薄的可見光吸收�(shè)備,其厚度僅為目前商用薄膜太陽能電池吸光器的千分之一。�
本特�(bǔ)充道,他們的下一�(gè)目標(biāo)�,希望通過�(shí)�(yàn)證明這一技�(shù)能用于實(shí)際的太陽能電池中,最終目�(biāo)是使用最少量的材料來吸收最多的太陽�,研�(fā)出性能更好的太陽能電池和太陽能燃料�(shè)��
另外,他們也在考慮用其他比金便宜的金屬制造納米點(diǎn)陣列。赫格表示:“選擇金是因?yàn)槠湓�?shí)�(yàn)中的化學(xué)性能更加�(wěn)定。盡管金的成本實(shí)際上可以忽略,但銀也不失為一�(gè)好選擇,�?yàn)殂y更便�,而且光學(xué)表現(xiàn)也更�?�?/p>