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德国研究出表面光滑的新型高效太阳能电池,已取得专利

来源:材料科技在线|

发表时间:2018-09-22

点击:10548

图中将捕获光的纳米结构涂在氧化硅(蓝色)上,然后用镀一层氧化钛(绿色)使表面平整。 图片来源:HZB(柏林亥姆霍兹材料与能源中心)


由晶体硅制成的薄膜太阳能电池价格低廉,效率高达14%左右,而且表面反射的光线越少,其效率越高。目前,柏林Helmholtz-Zentrum(HZB)的Christiane Becker教授带领的团队已经找到这个问题解决方案,并申请了专利。


贝克尔说:“仅仅是把更多的光线引入细胞是不够的,”。这种表面结构会损害材料的电子特性,最终降低效率。


David Eisenhauer是Becker团队一员,他的想法听起来很简单:制作一种表面粗糙的散射结构,同时涂抹一层光滑的表面,使硅层可以无缺陷的生长(硅层太阳能电池最重要的层)。


这个过程包括几个步骤:首先,研究人员将一个优化的纳米结构压在一个仍然液态的硅氧化物前体层上,然后用紫外线和热量进行粘合。从而产生了微小的、周期性排列的圆柱突起——这是捕捉光线的理想选择。但是,在这个粗糙的表面上,晶体硅层不能完美地生长,所以这些结构对太阳能电池的质量不利。为了解决这个问题,研究员们将一层非常薄的氧化钛层涂在纳米结构的顶部,使得其表面光滑,从而能够无障碍的生长硅层


涂层的专业名称为平滑抗反射三维纹理,它可以减少光的反射,在不会损害电子特性的情况吸收更多的光线。 该发现已获得专利。


Christiane Becker领导年轻研究小组由BMBF纳米工程项目HZB资助。作为BerOSE联合实验室的一份子,她与Zuse研究所密切合作,并利用计算机模拟来研究纳米结构对材料性能的影响。

文章来自phys.org/news,原文题目为Patented nanostructure for solar cells: Rough optics, smooth surface,由材料科技在线汇总整理。


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