技術文章詳細內容

納米結構使矽薄膜太陽能電池成本減半

2011-10-24

據美國物理學家組織網近日報導,新加坡科學家將一個新奇的納米結構(比人的頭髮絲小數千倍)置於非結晶矽製成的太陽能電池的表面,研製出了一種轉化效率高、成本低的新型薄膜太陽能電池。科學家們認為,最新技術有望將太陽能電池的製造成本減半。

      目前太陽能電池一般都由高品質的矽晶體製成,因此,大大提高了其製造成本,限制了太陽能電池在全球大規模的應用。南洋理工大學(NTU)和新加坡微電子研究院(IME)的科學家製造出的這種新的薄膜矽太陽能電池則解決了這個問題。

      科學家們首先使用品質比較差、厚度僅為傳統太陽能電池所用矽晶體百分之一的非結晶(不定形)矽薄膜,製造出了一種薄膜矽太陽能電池,大大降低了太陽能電池的製造成本。

      但這種電池在將太陽光轉化為電力方面的效率較低,為此,科學家們使用納米技術在非結晶矽太陽能電池表面製造出了一種獨特的納米結構,改進了這種薄膜矽電池的轉換效率,增加了能源輸出。新的納米結構矽薄膜太陽能電池產生的電流是34.3毫安培/平方釐米,與傳統電池的輸出電流(40毫安培/平方釐米)相當。

      該研究專案的領導者、新加坡微電子研究院高級研究員納瓦·辛表示:“新的納米方法讓這種薄膜太陽能電池獲得了有史以來最高的短路電流密度以及5.26%的轉化效率。”然而,一般晶體矽電池的轉化效率為20%至25%。納瓦·辛認為,鑒於短路電流密度與轉化效率直接相關,通過不斷改進填充率、增加開路電流的電壓,能讓這種矽薄膜太陽能電池的轉化效率最終提高到與晶體矽太陽能電池相當。他們接下來將集中於探索其他捕光策略,比如使用表面等離子體光子學技術來捕光等。

      南洋理工大學電機與電子工程學院院長鄭世強(音譯)表示,太陽能電池要想在全球各地“遍地開花”,提高低成本太陽能電池的轉化效率非常重要。南洋理工大學一直致力於研究便宜高效其容易製造的太陽能電池,以便太陽能電池在未來的可再生能源家族中發揮更大的作用和影響力。

      新加坡微電子研究院院長孔迪立(音譯)表示:“薄膜太陽能電池的需求量在2013年可能會翻番。”


上一篇:受色彩鮮豔的鳥類啟發而... 下一篇:III-V族閃耀IEDM 2011