科學(xué)家用氧化鋅“納米矛”提升太陽(yáng)能電池效率

　　美國密蘇里科技大學(xué)(Missouri University of Science and Technology)的研究人員表示，將一種氧化鋅(ZnO)制成的“納米矛(nanospears)”釘在太陽(yáng)能電池表面，將可擴展其吸收光譜并因此提高太陽(yáng)能電池的效率。

　　而由于該種混合材料既能吸收光線(xiàn)也能發(fā)光，研究人員表示其應用范圍可望涵蓋超紫外光雷射(ultraviolet lasers)、廣譜固態(tài)照明(wide-spectrum solid-state lighting)，以及新式的壓電組件(piezoelectric devices)等等。

　　“氧化鋅能吸收接近超紫外光光譜的光線(xiàn)，”密蘇里科技大學(xué)教授Jay Switzer表示：“這能與吸收近紅外線(xiàn)光譜的硅互補;若以上這兩部分光譜都能被利用，就可能實(shí)現更高的太陽(yáng)能電池效率。”

　　Switzer表示，過(guò)去在硅晶上長(cháng)氧化鋅的嘗試，都僅獲得有限的成功，主要是因為這兩種材料的晶格并不協(xié)調;而研究人員將氧化鋅的晶格軸心傾斜，就解決了以上問(wèn)題，并使氧化鋅能與硅精準匹配。

　　由于氧化鋅是以一個(gè)不尋常的角度長(cháng)在硅上，就像是釘在硅晶表面的納米尺寸矛那樣，使太陽(yáng)能電池可吸收較長(cháng)的超紫外光波長(cháng)，也能吸收較短的紅外線(xiàn)波長(cháng)。

　　該種氧化鋅納米矛的長(cháng)晶法，是利用一種飽和了鋅離子的堿性溶液淹沒(méi)硅晶圓表面，所長(cháng)出的納米矛直徑約100~200納米，長(cháng)度約1微米(micron);透過(guò)一種自動(dòng)排列制程，這些納米矛會(huì )以精準的角度在結晶硅表面自組裝(self-assembled)，將晶格不匹配的狀況降到最低。

　　Switzer表示：“這種系統會(huì )以51度的角度、在我們完全沒(méi)有介入的情況下達成晶格匹配。”該研究團隊的下一步是制作出太陽(yáng)電池：“困難之處在于制作與氧化鋅納米矛接觸的觸點(diǎn);其中一個(gè)方案是使用溶液觸點(diǎn)制作光電化學(xué)(photo-electrochemical)太陽(yáng)能電池。”