微型硅柱使太阳能电池效率翻番

2015-12-16 17:13

　　根据荷兰特温特大学研究人员发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊上的最新研究成果显示，太阳能电池通常是平面型，如果给平面型的太阳能电池板表面添加微型的硅柱，每块太阳能电池板的产能可提高超过一倍之多。研究人员还研究了此硅柱的最佳高度和掺杂深度具体是多少。

　　去年，特温特大学的研究人员成功研发出一种半导体，每平方厘米装有100万根微型硅柱。这些硅柱能够将太阳光转换成电能。此种半导体包含两种类型的硅：一种是掺入少量杂质磷元素的硅晶体，另一种是掺入少量杂质硼元素的硅晶体。这两种硅的交界处被称为“PN结”(PN junction)，对于太阳能电池效率至关重要，因为PN结在结构中处于分隔正电荷和负电荷的位置。所以制造硅柱的一大挑战就是要确保PN结准确地遵循太阳能电池板的结构。

　　在新的研究中，研究人员想弄清楚究竟硅柱的高度和PN结深度要达到多少，半导体才能发挥其最大功效。答案是40微米高，790纳米深，效率才能高达13%；而平面型的太阳能电池板结构只有不超过6%的太阳能可转化为电力，能效要高出一倍之多。

　　特温特大学多个研究小组共同研究“太阳能转能源”设备，如将太阳能直接转为氢气。这里的硅柱有两大功能--不仅可增加太阳能捕捉量，扩大产生氢气的反应面积。此外，此硅柱还可提高太阳能电池效率。但是特温特大学的Jurriaan Huskens教授并不认为这对太阳能电池板有什么特别的价值，因为生产成本昂贵，但可用于一些具体特别的技术应用。（文/Tina译）