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研究發現鋁粒子可提高薄膜太陽能電池光電轉化效率

發布時間:2011-2-11 20:40    發布者:1770309616
2011年02月11日 14:05
來源:科學時報   

                                                    

  據美國物理學家組織網2月10日報道,新加坡A*STAR研究院高性能計算機研究所的科研人員尤里·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,這種金屬納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,并增強太陽能電池的競爭力。

     常規太陽能電池由于厚度較大,光線大多被吸收,沉淀的納米粒子幾乎沒有起到任何作用。但對于較薄的薄膜太陽能電池,納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后的散射,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納米材料,以測定其對太陽能電池吸光效率的影響,并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范圍內,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。但實際情況卻并非如此: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。而由于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,并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,鋁合金制成的納米顆粒與其他金屬粒子相比,光捕獲性能更強,更適合于薄膜太陽能電池。并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。”
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