科學(xué)家一直致力于尋找更好的材料和方法來制造高性能的太陽能電池。美國科學(xué)家的一項最新研究發(fā)現(xiàn)，在硅太陽能電池表面生成一層硅納米顆粒薄膜能夠提升它的能量轉(zhuǎn)化能力，并且減少電池自身的發(fā)熱量，延長使用壽命。相關(guān)論文將發(fā)表在《應(yīng)用物理快報》（Applied Physics Letters）上。

    該項研究由美國伊利諾伊大學(xué)的物理學(xué)家Munir Nayfeh領(lǐng)導(dǎo)，主要針對的是吸收轉(zhuǎn)化紫外光。對傳統(tǒng)太陽能電池而言，紫外光線要么直接被滲漏出去，要么被硅器件吸收，但轉(zhuǎn)化成的卻是熱能而并非電能，這有可能影響使用壽命。在2004年發(fā)表于《光子技術(shù)快報》（Photonics Technology Letters）的一項研究中，Nayfeh證實，紫外光線能夠與尺度合適的納米顆粒有效地結(jié)合，產(chǎn)生電能。

    為了達(dá)到實際應(yīng)用的效果，Nayfeh和同事進(jìn)行了新的研究。他們首先利用自身開發(fā)的一項專利技術(shù)，將體積較大的硅轉(zhuǎn)制成離散的納米級顆粒，它們會發(fā)出不同顏色的熒光。而后，研究人員將這些顆粒分散在異丙基酒精中，并抹在太陽能電池的表面。當(dāng)酒精蒸發(fā)后，電池表面就會最終形成一層緊密的納米顆粒薄膜。

    研究人員發(fā)現(xiàn)，如果太陽能電池表面覆蓋的是厚度為1納米的藍(lán)色熒光納米粒子薄膜，整個電池將能夠多轉(zhuǎn)化60%的紫外光線，不過可見光的轉(zhuǎn)化率提升不到3%。但如果電池表面覆蓋的是厚度為2.85納米的紅色熒光粒子薄膜，那么紫外光線的轉(zhuǎn)化率可增加67%，而可見光的提升也能達(dá)到10%。

    Nayfeh認(rèn)為，太陽能電池性能的這種改進(jìn)應(yīng)更多地歸因于電池電壓的提高而不是電流。他說，“我們的研究結(jié)論表明了薄膜內(nèi)電荷傳輸和納米粒子界面修正的重要性。”

    Nayfeh表示，新的涂層工藝很容易并入目前太陽能電池的制造過程，而成本并不會有額外的增加。（科學(xué)網(wǎng) 任霄鵬/編譯）