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斯坦福大学科学家成功研制出全球最薄光吸收剂

2013-07-20 09:02
老猫
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  创纪录荣耀

  毋庸置疑,斯坦福研究团队这一研究成果已创下世界记录。Hagglund表示:“带有涂层的硅片可吸收99%的红橙光线。单就黄金纳米本身而言,也已实现了93%的吸收率。”

  每个点厚度与一层黄金相当,只有1.6纳米,是全球最薄的可见光吸收剂,仅为当前薄膜太阳能电池吸收剂厚度的千分之一——足以刷新世界记录。

  Hagglund补充道:“原先的记录保持者要求吸收剂层面厚度超过我们的三倍之多才可实现全部的光吸收,而我们通过优化超薄的纳米工程系统,将这一极限往前更推进了一步。”

  斯坦福团队下一步就是展示该科技如何被适用于实际太阳能电池之中。

  斯坦福能源转换效率纳米结构研究中心(CNEEC)主任Bent表示:“目前我们正在寻求使用可吸收太阳能光线的超薄半导体材料来建造结构。随后我们将对这些原型进行测试,以考察其转换效率。”

  在实验中,研究人员采用了三种类型的涂层料:硫化锡、氧化锌和三氧化二铝,位于不同的纳米点列阵之上。

  Hagglund表示:“这些涂层并不具有光吸收性。不过,现有理论已经证明如果使用半导体涂层,就将从金属颗粒中吸收转变为从半导体材料中吸收,这样可以创造出更长寿的并充满活力的电荷载流子。”

  最终目标

  Bent补充道,研究团队的最终目标就是通过最大程度的缩减材料总额开发性能提升的太阳能电池与太阳能燃料。“

  她称:“这可以最大程度的减少建造设备的材料。不过,可以预见的是效率将得以提高,因为通过设计,电荷载体产生的地点距离它们‘喜欢’的地方非常近,也就是说临近那些它们聚集起来生产电流或催化化学反应的地点。”

  科学家们还在考虑用更为便宜的金属制造这类纳米点列阵。Hagglund称:“我们之所以选择黄金是因为对于我们实验而言它们更具化学稳定性。”

  “尽管黄金的成本几乎可以忽略不计,但银的价格似乎更为便宜,而且从光学的角度而言,使用银材料似乎可以制造更佳的太阳能电池。我们的设备厚度已大幅削减,基于此,我们最终将制造出厚度大幅下降的太阳能电池。”

  该项目研究团队成员还包含工程教授MarkBrongersma、斯坦福大学前博士后学者sabellThomann与Han-Bo-RamLee、以及来自总部驻加州圣何塞市日立环球储存科技公司(HitachiGlobalStorageTechnologies,HitachiGST)的GabrielZeltzer与RicardoRuiz。

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