捕獲和操縱納米級的光是構(gòu)建高效太陽能電池的關(guān)鍵因素

2019-05-29 11:03:17 編輯：來源：

導(dǎo)讀捕獲和操縱納米級的光是構(gòu)建高效太陽能電池的關(guān)鍵因素。3-D Photovoltaics小組的研究人員最近提出了一個(gè)很有前途的新設(shè)計(jì)。他們的模擬表明

捕獲和操縱納米級的光是構(gòu)建高效太陽能電池的關(guān)鍵因素。3-D Photovoltaics小組的研究人員最近提出了一個(gè)很有前途的新設(shè)計(jì)。他們的模擬表明，在超薄硅膜頂部垂直堆疊的納米線將所需材料的總量減少了90%，同時(shí)提高了太陽能電池的效率。這些有希望的模擬結(jié)果是邁向下一代太陽能電池的重要一步。結(jié)果已于5月23日在Optics Express上發(fā)布。

降低光伏發(fā)電成本和剛性的策略是將超薄硅光伏薄膜與半導(dǎo)體納米線太陽能電池結(jié)合起來。微米級細(xì)胞的機(jī)械靈活性和彈性使其非常適合應(yīng)用于曲面。

該想法是將兩個(gè)堆疊在彼此頂部的材料光學(xué)耦合為串聯(lián)電池：在超薄硅(2um厚)膜上的砷化鎵(GaAs)納米線陣列。GaAs垂直納米線是光伏應(yīng)用中眾所周知的半導(dǎo)體元件。3-D光伏組的早期實(shí)驗(yàn)研究表明，這種納米線能夠吸收10至100倍幾何橫截面的光。由于對光學(xué)和電子特性的成熟理解，硅是串聯(lián)電池中的第二種材料，是非常理想的元件以及其廣泛可用的制造技術(shù)。研究人員在嘗試將硅厚度縮小到幾微米厚度時(shí)通常遇到的挑戰(zhàn)是，由于紅外光吸收不良，它會影響太陽能電池的性能。因此需要光管理策略來補(bǔ)償。研究小組決定在硅膜上添加垂直放置的納米線，從而使其在硅底電池中捕獲紅外光的效率提高四倍。

標(biāo)簽：太陽能電池