科技日(ri)報北京(jing)3月(yue)29日(ri)電(dian)(dian) （記(ji)者(zhe)劉霞）荷蘭和(he)英國科學(xue)家借助一種納米紋(wen)理(li)結構，使薄(bo)膜(mo)硅(gui)(gui)光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)池(chi)變得(de)不透明并因此(ci)增(zeng)強了其吸(xi)(xi)收(shou)(shou)太陽光(guang)的效率(lv)。實驗結果(guo)表明，采用新方法設(she)計出來(lai)的薄(bo)膜(mo)電(dian)(dian)池(chi)能吸(xi)(xi)收(shou)(shou)65%的陽光(guang)，是迄(qi)今薄(bo)硅(gui)(gui)膜(mo)表現(xian)出的最(zui)高光(guang)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)率(lv)，接近約(yue)70%的理(li)論吸(xi)(xi)收(shou)(shou)極限，有望催生柔性、輕質且高效的硅(gui)(gui)光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)池(chi)。研究發(fa)表在(zai)《美國化學(xue)學(xue)會·光(guang)子學(xue)》雜志上。

　　硅(gui)太陽(yang)能(neng)(neng)電池效(xiao)率高，且原(yuan)材料為地(di)球上儲量豐富的(de)(de)(de)硅(gui)，被認為是高效(xiao)的(de)(de)(de)光伏技術。但(dan)(dan)它(ta)們需要用到厚(hou)、硬、重的(de)(de)(de)晶圓，因此用武之地(di)有(you)限。使用薄(bo)膜能(neng)(neng)將硅(gui)的(de)(de)(de)使用量降低99%，并使電池更輕且堅固耐用，很容易地(di)集成(cheng)到城市(shi)建筑物甚至(zhi)小(xiao)型(xing)日常設備內(nei)。但(dan)(dan)薄(bo)硅(gui)膜只能(neng)(neng)吸收(shou)25%的(de)(de)(de)太陽(yang)光。鑒于此，荷蘭原(yuan)子分子國立研究所(suo)（AMOLF）、英國薩里(li)大學(xue)和帝國理工學(xue)院的(de)(de)(de)研究人員對(dui)其(qi)進(jin)行了改進(jin)。

　　研(yan)究人員解釋說，他們利用新方(fang)法(fa)設(she)計(ji)出的納米結構表面(mian)有一種(zhong)超(chao)均勻(yun)分布(bu)圖案，可將(jiang)直(zhi)射太(tai)陽光限(xian)定(ding)于一個(ge)角度范圍內(nei)，從(cong)而將(jiang)更多(duo)光捕獲在硅膜(mo)內(nei)。被(bei)捕獲的光越多(duo)，被(bei)吸收的幾(ji)率也越大。研(yan)究顯示，超(chao)均勻(yun)分布(bu)圖案能更好地限(xian)定(ding)太(tai)陽光的入射角度，使更多(duo)太(tai)陽光被(bei)吸收。

　　此外(wai)，將太(tai)陽(yang)光(guang)捕獲到薄硅(gui)(gui)內面臨兩大關(guan)鍵挑戰：太(tai)陽(yang)光(guang)包(bao)含多種(zhong)顏(yan)色，而硅(gui)(gui)膜的(de)(de)尺寸有限，且硅(gui)(gui)對每種(zhong)顏(yan)色光(guang)的(de)(de)吸收能(neng)力不一(yi)樣。研究發現，表面鍍有金字(zi)塔形狀且圖案尺寸與光(guang)的(de)(de)波長(chang)類似(si)的(de)(de)厚硅(gui)(gui)太(tai)陽(yang)能(neng)電池能(neng)解決這一(yi)問題。

　　最(zui)新研(yan)(yan)究負責(ze)人、AMOLF的(de)埃絲特(te)·阿拉(la)肯·拉(la)多(duo)說：“我們估計1微米厚的(de)碳—硅(gui)(gui)電池(chi)(chi)的(de)光(guang)電轉(zhuan)化效(xiao)率可達到20%以(yi)上，這是(shi)柔性輕質(zhi)碳—硅(gui)(gui)光(guang)伏(fu)電池(chi)(chi)的(de)重(zhong)大突破。研(yan)(yan)究還發(fa)現，高效(xiao)薄硅(gui)(gui)電池(chi)(chi)可由低品質(zhi)的(de)硅(gui)(gui)制(zhi)成(cheng)，如此(ci)可降低凈化原硅(gui)(gui)的(de)能源需求，并縮短能源回收時間。”

　　研究人員指出，盡管這種高效薄膜電池(chi)距離應用還有(you)一段距離，但超均勻(yun)圖案薄膜光伏電池(chi)極具(ju)潛力。

                                                                                                                                                                              [ 責編：蔡琳 ]