據物理學家組織網近日報導，美國科學家製造出了迄今最薄的有效可見光吸光器，這種納米結構的厚度僅為普通紙的千分之一，最新設備有望降低太陽能電池的成本並提高其光電轉化效率。研究發表在最新一期的《納米快報》雜誌上。
參與該研究的斯坦福大學化學工程學教授斯泰西·本特說：「太陽能電池越薄，需要的材料越少，成本也就越低。我們目前面臨的挑戰是，在減少太陽能電池厚 度的同時不損失其吸收太陽光並將之轉化為清潔能源的能力。最新設備做到了這一點——非常纖薄的一層材料就幾乎可將特定波長的入射光全部吸收。」
理想的太陽能電池應該能將可見光光譜上的所有光收納其中——從波長400納米的紫色光波到波長700納米的紅色光波以及不可見的紅外線和紫外線。在最新研究中，科學家們製造出了一些纖薄的圓片，其上佈滿了5200億個約14納米高、17納米寬的圓形的金納米點。
該研究的主要作者、博士後研究員卡爾·赫格和同事使用原子層沉積過程，在圓盤上添加了一層薄膜塗層，利用這一技術，他們能整齊劃一地包裹粒子並將薄膜厚度控制到原子級，由此可以僅僅通過改變納米點周圍塗層的厚度來調諧系統，這也是最新研究的一個亮點。
隨後，赫格和同事讓這些經過調諧的金納米點吸收波長為600納米的橘紅色光。赫格解釋道：「金屬粒子有一個共振頻率，可對其調諧讓其吸收特定波長的光，我們對新系統的光學屬性進行了調諧以便讓其吸光率達到最大。」
最終得到的結果創造了新紀錄。赫格說：「這種有塗層的圓盤對橘紅色光的吸收率高達99%;金納米點本身對光的吸收率也高達93%。每個點的體積約等於 1.6納米厚的一層金的體積，這就使它成為迄今最纖薄的可見光吸收設備，其厚度僅為目前商用薄膜太陽能電池吸光器的千分之一。」
本特補充道，他們的下一個目標是，希望通過實驗證明這一技術能用於實際的太陽能電池中，最終目標是使用最少量的材料來吸收最多的太陽光，研發出性能更好的太陽能電池和太陽能燃料設備。
另外，他們也在考慮用其他比金便宜的金屬製造納米點陣列。赫格表示：「選擇金是因為其在實驗中的化學性能更加穩定。儘管金的成本實際上可以忽略，但銀也不失為一個好選擇，因為銀更便宜，而且光學表現也更好。」
（本文轉自techbbs科技縱橫）
留言列表
