納米結構讓硅薄膜太陽能電池成本減半

據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)近日報道，新加坡科學家將一個新奇的納米結構（比人的頭發(fā)絲小數(shù)千倍）置于非結晶硅制成的太陽能電池的表面，研制出了一種轉化效率高、成本低的新型薄膜太陽能電池?？茖W家們認為，最新技術有望將太陽能電池的制造成本減半。

目前太陽能電池一般都由高品質的硅晶體制成，因此，大大提高了其制造成本，限制了太陽能電池在全球大規(guī)模的應用。南洋理工大學（NTU）和新加坡微電子研究院（IME）的科學家制造出的這種新的薄膜硅太陽能電池則解決了這個問題。

科學家們首先使用品質比較差、厚度僅為傳統(tǒng)太陽能電池所用硅晶體百分之一的非結晶（不定形）硅薄膜，制造出了一種薄膜硅太陽能電池，大大降低了太陽能電池的制造成本。

但這種電池在將太陽光轉化為電力方面的效率較低，為此，科學家們使用納米技術在非結晶硅太陽能電池表面制造出了一種獨特的納米結構，改進了這種薄膜硅電池的轉換效率，增加了能源輸出。新的納米結構硅薄膜太陽能電池產(chǎn)生的電流是34.3毫安/平方厘米，與傳統(tǒng)電池的輸出電流（40毫安/平方厘米）相當。

該研究項目的領導者、新加坡微電子研究院高級研究員納瓦·辛表示：“新的納米方法讓這種薄膜太陽能電池獲得了有史以來最高的短路電流密度以及5.26%的轉化效率?！?

然而，一般晶體硅電池的轉化效率為20%至25%。納瓦·辛認為，鑒于短路電流密度與轉化效率直接相關，通過不斷改進填充率、增加開路電流的電壓，能讓這種硅薄膜太陽能電池的轉化效率最終提高到與晶體硅太陽能電池相當。他們接下來將集中于探索其他捕光策略，比如使用表面等離子體光子學技術來捕光等。

南洋理工大學電機與電子工程學院院長鄭世強（音譯）表示，太陽能電池要想在全球各地“遍地開花”，提高低成本太陽能電池的轉化效率非常重要。南洋理工大學一直致力于研究便宜高效其容易制造的太陽能電池，以便太陽能電池在未來的可再生能源家族中發(fā)揮更大的作用和影響力。

新加坡微電子研究院院長孔迪立（音譯）表示：“薄膜太陽能電池的需求量在2013年可能會翻番。”

來源：科技日報 作者：劉霞

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