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65%工殖!薄膜硅光伏電池光吸收率創(chuàng)新紀錄

國際金屬加工網(wǎng) 2022年04月07日

荷蘭和英國科學家借助一種納米紋理結(jié)構(gòu)沼琉,使薄膜硅光伏電池變得不透明并因此增強了其吸收太陽光的效率茅姜。實驗結(jié)果表明狸相,采用新方法設計出來的薄膜電池能吸收65%的陽光薛匪,是迄今薄硅膜表現(xiàn)出的最高光吸收率,接近約70%的理論吸收極限荡档,有望催生柔性腥默、輕質(zhì)且高效的硅光伏電池。研究發(fā)表在《美國化學學會·光子學》雜志上俭般。

硅太陽能電池效率高匿微,且原材料為地球上儲量豐富的硅,被認為是高效的光伏技術雕零。但它們需要用到厚翎味、硬、重的晶圓斟漏,因此用武之地有限民逾。使用薄膜能將硅的使用量降低99%,并使電池更輕且堅固耐用存研,很容易地集成到城市建筑物甚至小型日常設備內(nèi)语验。但薄硅膜只能吸收25%的太陽光。鑒于此献爷,荷蘭原子分子國立研究所(AMOLF)、英國薩里大學和帝國理工學院的研究人員對其進行了改進陷揪。

研究人員解釋說惋鸥,他們利用新方法設計出的納米結(jié)構(gòu)表面有一種超均勻分布圖案,可將直射太陽光限定于一個角度范圍內(nèi)悍缠,從而將更多光捕獲在硅膜內(nèi)卦绣。被捕獲的光越多,被吸收的幾率也越大飞蚓。研究顯示滤港,超均勻分布圖案能更好地限定太陽光的入射角度,使更多太陽光被吸收趴拧。

此外溅漾,將太陽光捕獲到薄硅內(nèi)面臨兩大關鍵挑戰(zhàn):太陽光包含多種顏色,而硅膜的尺寸有限著榴,且硅對每種顏色光的吸收能力不一樣添履。研究發(fā)現(xiàn)屁倔,表面鍍有金字塔形狀且圖案尺寸與光的波長類似的厚硅太陽能電池能解決這一問題。

最新研究負責人暮胧、AMOLF的埃絲特·阿拉肯·拉多說:“我們估計1微米厚的碳—硅電池的光電轉(zhuǎn)化效率可達到20%以上蛹暗,這是柔性輕質(zhì)碳—硅光伏電池的重大突破。研究還發(fā)現(xiàn)磕泡,高效薄硅電池可由低品質(zhì)的硅制成坑哥,如此可降低凈化原硅的能源需求,并縮短能源回收時間萎括∠彝荆”

研究人員指出,盡管這種高效薄膜電池距離應用還有一段距離吴位,但超均勻圖案薄膜光伏電池極具潛力颠请。

(科技日報 劉霞)

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