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微型硅柱使太陽能電池效率翻番

2015-12-16 17:13

　　根據(jù)荷蘭特溫特大學(xué)研究人員發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊上的最新研究成果顯示，太陽能電池通常是平面型，如果給平面型的太陽能電池板表面添加微型的硅柱，每塊太陽能電池板的產(chǎn)能可提高超過一倍之多。研究人員還研究了此硅柱的最佳高度和摻雜深度具體是多少。

　　去年，特溫特大學(xué)的研究人員成功研發(fā)出一種半導(dǎo)體，每平方厘米裝有100萬根微型硅柱。這些硅柱能夠?qū)⑻柟廪D(zhuǎn)換成電能。此種半導(dǎo)體包含兩種類型的硅：一種是摻入少量雜質(zhì)磷元素的硅晶體，另一種是摻入少量雜質(zhì)硼元素的硅晶體。這兩種硅的交界處被稱為“PN結(jié)”(PN junction)，對于太陽能電池效率至關(guān)重要，因為PN結(jié)在結(jié)構(gòu)中處于分隔正電荷和負(fù)電荷的位置。所以制造硅柱的一大挑戰(zhàn)就是要確保PN結(jié)準(zhǔn)確地遵循太陽能電池板的結(jié)構(gòu)。

　　在新的研究中，研究人員想弄清楚究竟硅柱的高度和PN結(jié)深度要達(dá)到多少，半導(dǎo)體才能發(fā)揮其最大功效。答案是40微米高，790納米深，效率才能高達(dá)13%；而平面型的太陽能電池板結(jié)構(gòu)只有不超過6%的太陽能可轉(zhuǎn)化為電力，能效要高出一倍之多。

　　特溫特大學(xué)多個研究小組共同研究“太陽能轉(zhuǎn)能源”設(shè)備，如將太陽能直接轉(zhuǎn)為氫氣。這里的硅柱有兩大功能--不僅可增加太陽能捕捉量，擴(kuò)大產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)面積。此外，此硅柱還可提高太陽能電池效率。但是特溫特大學(xué)的Jurriaan Huskens教授并不認(rèn)為這對太陽能電池板有什么特別的價值，因為生產(chǎn)成本昂貴，但可用于一些具體特別的技術(shù)應(yīng)用。（文/Tina譯）

硅柱太陽能電池效率