光電轉換率最高可達100% 新型太陽(yáng)能電池研發(fā)成功

　　加州理工學(xué)院近日研發(fā)出了一種新的太陽(yáng)能電池，其基本原理是將細長(cháng)的硅線(xiàn)陣列嵌入聚合物基板中。除了纖薄可彎曲外，它對太陽(yáng)光的吸收和光電轉換效率方面都取得了極大地突破。此外，和傳統太陽(yáng)能電池所需要的昂貴的半導體材料量相比，這種新型太陽(yáng)能電池僅需要一小部分。

　　應用物理學(xué)及材料學(xué)教授Harry Atwater和Howard Hughes表示：“這些太陽(yáng)能電池首次突破了傳統的吸光材料的光捕獲極限。”新型太陽(yáng)能電池所采用的硅線(xiàn)陣列對單一波長(cháng)的入射光的吸收率高達96%，對 全波長(cháng)陽(yáng)光的捕獲率可達85%。

　　Atwater指出：“許多材料對光線(xiàn)的捕獲能力很好，但是卻無(wú)法轉換成電能，比如黑涂料。對于太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)，吸收的光子能否轉換為電荷載子 (charge carrier)也非常重要。”而他們研發(fā)的硅線(xiàn)陣列太陽(yáng)能電池則可以將所吸收光子的90%至100%轉換為電子。從技術(shù)上講，這種陣列擁有幾近完美的內 部量子效率(internal quantum efficiency)。

　　Atwater總結說(shuō)：“對光的高吸收率和較好的轉換能力成就了這種太陽(yáng)能電池的高質(zhì)量。”

　　硅線(xiàn)陣列中的硅線(xiàn)長(cháng)度在30至100微米(micron)之間，直徑僅為1微米。整個(gè)陣列的厚度相當于硅線(xiàn)的長(cháng)度，但是從面積或體積角落來(lái)看，這種 材料中只有2%才是硅，其它98%都是聚合物。由于硅是傳統太陽(yáng)能電池中一種很昂貴的成分，所以這種只需要傳統所需量1/50的太陽(yáng)能電池投產(chǎn)的成本將低很多。