美研究人员利用纳米矛提高太阳能电池效率

2009年08月17日 11:08    老郭
关键词: 纳米 , 太阳能电池 , 效率 , 研究
  美国密苏里科技大学的研究人员表示,将一种氧化锌(ZnO)制成的纳米矛(nanospears)钉在太阳能电池表面,将可扩展其吸收光谱并因此提高太阳能电池的效率。

  而由于该种混合材料既能吸收光线也能发光,研究人员表示其应用范围可望涵盖超紫外激光、广谱固态照明以及新式的压电元件等等。

  氧化锌能吸收接近超紫外光光谱的光线,密苏里科技大学教授Jay Switzer表示:这能与吸收近红外线光谱的硅互补;若以上这两部分光谱都能被利用,就可能实现更高的太阳能电池效率。

  Switzer表示,过去在硅晶上长氧化锌的尝试,都仅获得有限的成功,主要是因为这两种材料的晶格并不协调;而研究人员将氧化锌的晶格轴心倾斜,就解决了以上问题,并使氧化锌能与硅精准匹配。

  由于氧化锌是以一个不寻常的角度长在硅上,就像是钉在硅晶表面的纳米尺寸矛那样,使太阳能电池可吸收较长的超紫外光波长,也能吸收较短的红外线波长。

  该种氧化锌纳米矛的长晶法,是利用一种饱和了锌离子的硷性溶液淹没硅晶圆表面,所长出的纳米矛直径约100~200纳米,长度约1微米;透过一种自动排列制程,这些纳米矛会以精准的角度在结晶硅表面自组装(self-assembled),将晶格不匹配的状况降到最低。

  Switzer表示:这种系统会以51度的角度、在我们完全没有介入的情况下达成晶格匹配。该研究团队的下一步是制作出太阳电池:困难之处在于制作与氧化锌纳米矛接触的触点;其中一个方案是使用溶液触点制作光电化学太阳能电池。
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