太陽能電池要更有效,,而且生產(chǎn)成本更低:歐盟項目N2P(納米到產(chǎn)品)的研究人員開發(fā)出納米調整的表面,,可滿足這兩個方面,。
太陽有足夠能量,給整個地球供應能源,。但只要可再生能源更昂貴,,超過煤電或核電廠生產(chǎn)的能源,太陽能就不會是第一選擇,。在歐洲,,光伏電池正在消失,是份額很小的可再生能源,。
英國,,瑞士和德國研究人員的目標是降低成本,提高效率,。這一N2P項目的協(xié)調方是德國德累斯頓(Dresden)弗勞恩霍夫材料和光束技術研究所(Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology),。在這里,研究人員開發(fā)的工藝,,可提高吸收質量,,使太陽能電池吸收一種看不見但很重要的部分陽光,就是紅外光(infrared light),。傳統(tǒng)的太陽能電池幾乎沒有利用這一波長,。它的大部分都穿過電池,,散失了,。消除納米結構表面的硅片,在太陽能電池背面,,使用化學蝕刻工藝,,變成“鏡子”,把紅外線反射回電池中,。
把透明導電氧化物沉積薄膜太陽能電池的玻璃表面,,可以擴散光線,光束在電池中穿過更長的路徑,,就會產(chǎn)生更多的電子,。
由于光線被玻璃分散,它們就有更長的通路穿過硅電池,,從而產(chǎn)生更多的電流,。到目前為止,研究人員能夠提高效率30%,,這是對比標準薄膜太陽能電池的效率而言,。
這些研究人員來自瑞士納沙泰爾(Neuchatel)洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL:Ecole Polytechnique Federale de Lausanne),透明正在研究薄膜太陽能電池,。薄膜太陽能電池一方面很多優(yōu)點:生產(chǎn)它們消耗較少的原料和能源,,這是對比生產(chǎn)普通太陽能電池而言,。此外,它們收回投資需要的時間較短,。另一方面它也有一個缺點:目前,,它們的效率大約比傳統(tǒng)太陽能電池低40%。只有7%的陽光可以被利用,。
為了最大限度地提高陷光效果(light trapping effect),,他們采取了相反的做法:他們用粗糙的玻璃表面制備薄膜太陽能電池。這樣做是為了擴散光線,。光束有更長的路徑通過電池,,就會產(chǎn)生更多的電子。
為了使上部表面變粗糙,,洛桑聯(lián)邦理工學院西爾維•尼古拉(Sylvain Nicolay)博士沉積了一層晶體,,就是所謂的透明導電氧化物,就沉積在玻璃上,。“有較大的納米級金字塔(nano sized pyramids),,就會有較高的擴散,”他說?,F(xiàn)在,,薄膜太陽能電池的效率從7%提高到10%。
這種納米晶體,,尼古拉博士是使用了,,但開發(fā)者是英國曼徹斯特的索爾福德大學(University of Salford)。直到最近,,這種納米晶體還不得不從日本進口,,這就使生產(chǎn)這種太陽能電池很昂貴。現(xiàn)在,,科學家正在測試的晶體是他們自己開發(fā)的,。目的是使生產(chǎn)它們更便宜,從而大大降低成本,。
每種單一方法改進太陽能電池,,都只能產(chǎn)生很小的變化,影響它們的效率,。但是結合這兩者,,這種納米尺度調整的太陽能電池將更有競爭力,大大超過過去的模塊,。