納米錐或為降低硅太陽能電池成本的關鍵
2012年06月07日 10:41 4737次瀏覽 來源: 中國科技網(wǎng) 分類: 新技術
據(jù)物理學家組織網(wǎng)6月6日(北京時間)報道,對于硅光伏產(chǎn)業(yè),要制造出經(jīng)濟可行的太陽能電池,需要將目前模塊每瓦特1美元的成本下降一半,而這些成本大多來自硅材料和經(jīng)常使用的昂貴制造工藝。美國斯坦福大學的一個科學家團隊最新研發(fā)出一種由硅納米錐和有機導電聚合物覆蓋的混合型太陽能電池,不僅可以在這兩個方面削減成本,同時還表現(xiàn)了出色的性能。該研究成果發(fā)表在最新一期《納米快報》上。
研究人員介紹,混合太陽能電池使用納米材質有兩個好處:提高光的吸收,減少使用所需硅材料的數(shù)量。太陽能電池的納米紋理涉及納米線、納米穹罩(圓頂)和其他結構。研究發(fā)現(xiàn),納米錐體結構提供了一個增強光吸收最佳形狀的縱橫比(納米錐的高度/直徑),因為它能夠同時對短波光的抗反射和長波長的光散射都發(fā)揮作用。
在以往使用納米材質的設計中,結構之間的空間通常太小以致無法填充聚合物。而新太陽能電池中,納米錐的形狀結構允許聚合物涂在開放的空間,減少了其他材料的需求。通過用一個簡單的低溫方法即可形成這種納米錐體/聚合物混合結構,也降低了工藝成本。
在對新型太陽能電池進行測試并作出一些改進之后,研究人員發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)的器件效率達到11.1%,這是在混合硅/有機太陽能電池中的最高數(shù)值。此外,短路電流的密度表明,這種太陽能電池產(chǎn)生最大的電流僅稍低于單晶硅太陽能電池的世界紀錄,非常接近理論極限。
研究人員預測,由于混合硅納米錐聚合物太陽能電池良好的性能和更簡單的生產(chǎn)工藝,未來有一天其可能會被視為經(jīng)濟上可行的光伏器件。
總編輯圈點
風能發(fā)電的5—8倍,傳統(tǒng)煤電的15—18倍,讓人望而卻步的高成本嚴重制約了晶體硅太陽能發(fā)電的應用。盡管技術進步和市場擴大使其成本不斷下降,但由于材料和工藝的限制,晶體硅太陽能電池進一步降低成本的空間似乎相當有限。因此,日漸興起的薄膜太陽能電池益發(fā)在競爭中占了上風。而文中提到的新技術,不僅減少了硅材料的使用量,還降低了工藝成本,讓人們看到晶體硅太陽能電池似乎有了“枯木逢春”的跡象。
責任編輯:安子
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