研究發現鋁粒子可提高薄膜太陽能電池轉化效率

http://big5.ce.cn/cysc/ny/xny/201102/11/t20110211_20801495.shtml

據美國物理學家組織網2月10日報道，新加坡A*STAR研究院高性能電腦研究所的科研人員尤裏·阿基莫夫和魏誠美（音譯）發現，通過沉積鋁粒子的方法可以提高薄膜太陽能電池的光電轉化效率，這種金屬奈米粒子能防止光線的逃逸和反射，使更多的直射光直接進入太陽能電池。阿基莫夫說，該技術可以使我們進一步降低太陽能電池的生產成本，並增強太陽能電池的競爭力。　　

　　常規太陽能電池由於厚度較大，光線大多被吸收，沉澱的奈米粒子幾乎沒有起到任何作用。但對於較薄的薄膜太陽能電池，奈米粒子卻發揮出了很大的作用，它們增加了光線在進入太陽能電池後的散射，增加了光線在薄膜中停留的時間，使薄膜太陽能電池的光電轉化效率足以與傳統的太陽能電池相媲美。

　　研究人員模擬了多種不同類型以及尺寸的奈米材料，以測定其對太陽能電池吸光效率的影響，並決定從鋁粒子和銀粒子中確定最終“人選”，為此研究人員還專門對兩者在太陽能電池中的性能進行了比較。

　　一般而言，大多數人都會認為銀粒子應被優先考慮。因為在光譜中的可見光範圍內，它們具有較好的諧振性能，更容易將光線集中到太陽能電池之中。但實際情況卻並非如此：雖然銀粒子具有更強的光線捕獲能力，但其本身也會吸收相當數量的光線，這將影響太陽能電池轉化效率。而由於諧振波段超出了太陽光光譜，鋁粒子就可避免這一情況的發生。此外，鋁顆粒更容易被氧化處理，並且即使形狀和大小不同，其性能都較為穩定。而且更重要的是，其散射特性比銀粒子更為強勁。

　　阿基莫夫說：“我們發現，鋁合金製成的奈米顆粒與其他金屬粒子相比，光捕獲性能更強，更適合於薄膜太陽能電池。並且我們相信這一技術能幫助太陽能電池變得更輕更薄更高效，使其具備更大的商業價值。”