突破！新(xīn)型矽太陽能(néng)效率最(zuì)高(gāo)达(dá)到(dào)35%

来(lái)源：OFweek太陽能(néng)光伏 

美(měi)國(guó)研究人(rén)员设計(jì)出(chū)一(yī)種(zhǒng)新(xīn)型矽太陽能(néng)電(diàn)池方(fāng)案，通(tòng)过(guò)改變(biàn)钝化(huà)层(céng)材料提(tí)高(gāo)矽電(diàn)池能(néng)量(liàng)轉(zhuǎn)化(huà)效率的(de)上(shàng)限，可(kě)從目前(qián)的(de)約29%提(tí)升(shēng)到(dào)35%。

美(měi)國(guó)麻(má)省(shěng)理(lǐ)工學(xué)院(yuàn)日(rì)前(qián)发布(bù)公(gōng)報说(shuō)，新(xīn)電(diàn)池由(yóu)該校(xiào)人(rén)员和(hé)美(měi)國(guó)普林(lín)斯顿(dùn)大(dà)學(xué)等機(jī)構同(tóng)行设計(jì)，利用(yòng)“單線(xiàn)态激子裂變(biàn)”原理(lǐ)，加強(qiáng)对(duì)高(gāo)能(néng)光子能(néng)量(liàng)的(de)利用(yòng)。

在(zài)太陽能(néng)電(diàn)池中(zhōng)，光子激发材料分(fēn)子釋放(fàng)電(diàn)子，产生(shēng)電(diàn)流。通(tòng)常一(yī)个(gè)光子只(zhī)能(néng)激发出(chū)一(yī)个(gè)電(diàn)子，高(gāo)能(néng)光子的(de)剩餘能(néng)量(liàng)会(huì)以(yǐ)热(rè)量(liàng)的(de)形式散(sàn)失。

此(cǐ)前(qián)人(rén)们(men)发現(xiàn)，在(zài)並(bìng)四(sì)苯等某些(xiē)有(yǒu)機(jī)材料里(lǐ)，一(yī)个(gè)分(fēn)子吸收(shōu)一(yī)个(gè)高(gāo)能(néng)光子後(hòu)，可(kě)将部(bù)分(fēn)能(néng)量(liàng)轉(zhuǎn)移給(gěi)另(lìng)一(yī)个(gè)分(fēn)子，最(zuì)終(zhōng)产生(shēng)两(liǎng)个(gè)電(diàn)子，这(zhè)種(zhǒng)現(xiàn)象(xiàng)稱为(wèi)“單線(xiàn)态激子裂變(biàn)”。理(lǐ)论上(shàng)，在(zài)矽電(diàn)池上(shàng)覆蓋一(yī)层(céng)並(bìng)四(sì)苯，就能(néng)用(yòng)一(yī)个(gè)高(gāo)能(néng)光子獲得两(liǎng)个(gè)電(diàn)子，但如(rú)何讓“單線(xiàn)态激子裂變(biàn)”产生(shēng)的(de)两(liǎng)个(gè)電(diàn)子轉(zhuǎn)移到(dào)矽材料中(zhōng)是(shì)一(yī)个(gè)關(guān)鍵難題(tí)。

为(wèi)了(le)保證電(diàn)池效率和(hé)耐久性(xìng)，矽材料必須有(yǒu)表(biǎo)面(miàn)钝化(huà)层(céng)。並(bìng)四(sì)苯中(zhōng)产生(shēng)的(de)電(diàn)子必須穿过(guò)钝化(huà)层(céng)，才能(néng)到(dào)达(dá)矽材料。相对(duì)于(yú)電(diàn)子轉(zhuǎn)移能(néng)力来(lái)说(shuō)，目前(qián)的(de)钝化(huà)层(céng)都太厚了(le)。

新(xīn)方(fāng)案的(de)關(guān)鍵是(shì)用(yòng)氮氧化(huà)铪对(duì)矽材料進(jìn)行钝化(huà)，得到(dào)的(de)钝化(huà)层(céng)厚度(dù)僅0.8納米(mǐ)（1納米(mǐ)等于(yú)十(shí)亿(yì)分(fēn)之(zhī)一(yī)米(mǐ)），可(kě)容許更(gèng)多(duō)電(diàn)子通(tòng)过(guò)。研究表(biǎo)明(míng)，並(bìng)四(sì)苯每吸收(shōu)一(yī)个(gè)光子，平均有(yǒu)1.3个(gè)電(diàn)子可(kě)穿过(guò)氮氧化(huà)铪钝化(huà)层(céng)，轉(zhuǎn)移到(dào)矽材料里(lǐ)。

相關(guān)论文已发表(biǎo)在(zài)英國(guó)《自(zì)然》杂志上(shàng)。研究人(rén)员说(shuō)，新(xīn)電(diàn)池效率遠(yuǎn)未达(dá)到(dào)理(lǐ)论极(jí)限，尚需改進(jìn)，但試验(yàn)證明(míng)了(le)其(qí)中(zhōng)的(de)關(guān)鍵步驟行之(zhī)有(yǒu)效。該方(fāng)案沒(méi)有(yǒu)引入(rù)複杂的(de)设計(jì)，而(ér)且(qiě)可(kě)能(néng)使電(diàn)池總(zǒng)體(tǐ)上(shàng)更(gèng)薄。