吸光器或降低太阳能电池成本
近日,美国科学家造作出了迄今最薄的有效可见光吸光器,这种纳米结构的厚度仅为通常纸的千分之一,最新设备有望降低太阳能电池的成本并提高其光电转化效能。
参加该钻研的斯坦福大学化学工程学教授斯泰西·本特说:“太阳能电池越薄,必要的资料越少,成本也就越低。我们目前面对的挑战是,在削减太阳能电池厚度的同时不损失其吸收太阳光并将之转化为清洁能源的能力。最新设备做到了这一点:极度纤薄的一层资料就险些可将特定波长的入射光全数吸收。”
梦想的太阳能电池应该能将可见光光谱上的所有光收纳其中――从波长400纳米的紫色光波到波长700纳米的红色光波以及不私见的红表线和紫表线。在最新钻研中,科学家们造作出了一些纤薄的圆片,其上布满了5200亿个约14纳米高、17纳米宽的圆形的金纳米点。
该钻研的重要作者、博士后钻研员卡尔·赫格和同事使用原子层沉积过程,在圆盘上增长了一层薄膜涂层,利用这一技术,他们能整齐整齐地包裹粒子并将薄膜厚度节造到原子级,由此能够仅仅通过扭转纳米点周围涂层的厚度来调谐系统,这也是最新钻研的一个亮点。
随后,赫格和同事让这些经过调谐的金纳米点吸收波长为600纳米的橘红色光。赫格诠释路:“金属粒子有一个共振频率,可对其调谐让其吸收特定波长的光,我们对新系统的光学属性进行了调谐以便让其吸光率达到最大。”
最终得到的了局创造了新纪录。赫格说:“这种有涂层的圆盘对橘红色光的吸收率高达99%;金纳米点自身对光的吸收率也高达93%。每个点的体积约蹬宗1.6纳米厚的一层金的体积,这就使它成为迄今最纤薄的可见光吸收设备,其厚度仅为目前商用薄膜太阳能电池吸光器的千分之一。”
本特补充路,他们的下一个指标是,但愿通过尝试证明这一技术能用于现实的太阳能电池中,最终指标是使用至少量的资料来吸收最多的太阳光,研发出机能更好的太阳能电池和太阳能燃料设备。
另表,他们也在思考用其他比金便宜的金属造作纳米点阵列。赫格暗示:“选择金是由于其在尝试中的化学机能越发不变。只管金的成本现实上能够忽略,但银也不失为一个好选择,由于银更便宜,并且光学阐发也更好。”