快捷搜索:

开发出新型太阳能电池技术

  开发了一种新型的太阳能电池技术

  美国研究人员开发了一种新型的太阳能电池技术,可以通过在铝箔上生长直立的纳米柱来制造。整个电池封装在一个透明的凝胶状聚合物,使灵活的太阳能电池成本低于传统的硅太阳能电池。负责这项研究的加利福尼亚大学洛杉矶分校的电子工程和计算机科学教授Ali Jayet University表示,纳米柱技术使研究人员能够使用比传统硅和薄膜电池材料更便宜,更便宜的电池。更重要的是,这种技术更适合在薄铝箔上卷曲太阳能电池板,降低制造成本。一旦成功,生产成本将低至单晶硅太阳能电池板的1/10。这种太阳能电池是通过将均匀的500nm CdS嵌入碲化镉膜中而制成的,两者都常用于薄膜太阳能电池中。根据Nature和他的同事在“自然与能源”杂志上发表的一篇报道,这种电池可以将光能转换成电能达6%。此前,一些科学家也采用了这种柱设计思路,但其方法更为昂贵,而光电转换效率还不到2%。在传统的太阳能电池中,硅吸收光线并产生自由电子,这些电子必须到达电路才被困在材料的缺陷或杂质中,这就需要使用极其纯净,昂贵的晶体硅作为高效光伏器件,支柱承担着硅的责任,纳米柱周围的材料吸收光线并产生电子,纳米柱将其携带到电路中,这种设计从两个方面提高了效率:紧密填充的纳米棒捕获柱子之间的光线,帮助周围的材料吸收更多的光;电子在很短的距离内穿过纳米柱,因此材料中卡住的缺陷的机会不大,这意味着可以使用低质量,廉价的材料,有科学家使用不同的纳米结构例如哈佛大学化学教授查尔斯·瑞波尔(Charles Ripol)就开发了一种含有硅芯的纳米线和同心硅层。加利福尼亚大学伯克利分校的杨培东研制出含有氧化锌纳米线的染料敏化太阳能电池。这些纳米线太阳能电池的光电转换效率已经达到4%。首次使用氧化铝箔时,JAVE及其同事的纳米柱电池创建了周期性分布的200 nm宽孔,作为CdS晶体垂直生长的模板。然后,碲化镉和尖端电极装饰有铜和金膜。它们通过玻璃板连接到电池上或通过放置它们的尖端而弯曲到聚合物溶液中。乔治亚理工学院材料科学与工程教授王忠林评论说,将纳米材料工程与用于制造灵活,灵活,高效的太阳能电池进展的各种软衬底技术相结合是令人兴奋的。负责太阳能电池研究的国家可再生能源实验室的物理学家亚瑟·诺齐克(Arthur Nozick)表示,该电池将与由硅,碲化镉和其他材料制成的柔性薄膜太阳能电池竞争,其销售点可能不在于其灵活性,成本优势。现在,研究人员正在探索使用提高转换效率的材料。例如,顶部的铜金层现在只有50%透明,如果所有的光都被传输,效率翻倍。因此,研究人员正计划使用透明导电材料,如氧化铟。另外,研究人员也正在考虑使用其他半导体材料作为纳米棒及其周围材料。这样的制造工艺可以适应更宽范围的半导体材料。其他材料组合也可能会提高效率。更重要的是,可以避免镉的毒性。 (来源:冯卫东)科技日报

您可能还会对下面的文章感兴趣: