纳米夹层技术为太阳能电池“减肥”

据物理学家组织网6月25日报道，美国北卡罗来纳州立大学的科研人员表示，他们能够借助纳米夹层技术制成更“苗条”的薄膜太阳能电池，而不影响电池吸收太阳能的能力。同时，这也将大幅降低新型电池的制造成本，并可广泛应用于其他众多太阳能电池材料，如碲化镉和铜铟镓硒（CIGS）等。
    论文的联合作者、该校材料科学和工程系的助理教授曹林佑（音译）说，他们能够借助纳米夹层技术制成具有超薄活性层的太阳能电池，例如，其可以在电池表面创造厚度仅为70纳米的非晶硅活性层。“这是一项重大的改进，因为目前市场上同样使用非晶硅的普通薄膜太阳能电池，其活性层可达300纳米至500纳米厚，而活性层正是太阳能电池中吸收阳光并将其转化为电力或化学燃料的功臣。”
    虽然新技术很大程度上依赖于传统的制造过程，但制造的成品却有很大差异。首先需要借助标准光刻技术在基片上制成图案，这种图案可以描画由透明介质材料组成的结构轮廓，其测量值介于200纳米至300纳米之间。随后，研究人员将为基片和纳米结构涂覆一层极薄的非晶硅活性材料，并会在活性层的外层再涂上另外一层介质材料。曹林佑表示，这项技术的一个重要方面就是纳米夹层的设计，可使活性材料位于两个介质层之间。纳米结构可作为十分有效的光学天线，令太阳能聚集在活性材料上。这意味着科学家能够使用更薄的活性层构建太阳能电池，而不会影响电池的效能，从而解决传统薄膜太阳能电池中活性层变薄会随之削弱电池能效的难题。