- 美實驗室提出具有三維納米圓錐結構的太陽能電池
- 這一結構可以將光電轉(zhuǎn)換效率提高80%
北美國橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的徐俊博士及其所帶領的團隊近日提出了具有三維納米圓錐結構(3-Dnanocone-based)的太陽能電池，據(jù)稱這一結構可以將光電轉(zhuǎn)換效率提高80%。該納米圓錐結構使用n型氧化鋅制作，用以傳導電子，該圓錐結構之上還覆蓋了一層p型多晶碲化鎘(polycrystalline cadmium telluride)以形成PN結，并用來吸收光子，傳導空穴。
“為了提高電池效率，我們創(chuàng)造了這一納米圓錐太陽能電池結構，提出了相應的制作工藝，并證明這一結構的確可以提高電荷收集效率。”橡樹嶺國家實驗室化學所的徐俊博士表示。
徐俊博士及其團隊已經(jīng)使用這一結構制作出了轉(zhuǎn)化效率達到3.2%的電池，而使用同樣材料的一般平板電池效率僅為1.8%。研究人員指出，正是該結構獨特的電場分布提高了光電轉(zhuǎn)化效率，而經(jīng)濟可行的納米圓錐制作工藝和減少半導體材料中缺陷的方法也同樣重要。該研究團隊稱，由于提高了電子輸送效率，該電池可以使用等級更低的材料制作，從而降低成本。
“我們的三維結構具有獨特的內(nèi)建電場分布，這一電場分布可以提高電荷傳輸效率并最終提高光電轉(zhuǎn)換效率”徐俊博士說到，“我們設計的核心部分在于納米圓錐尖端會產(chǎn)生高強電場，可以有效分離、注入并收集少數(shù)載流子，從而達到比傳統(tǒng)平板結構更高的轉(zhuǎn)換效率。”
IEEE光伏專家會議已經(jīng)接受了關于該三維納米圓錐電池的兩篇論文,“Efficient charge Transportin Nanocone Tip-Film Solar Cells”和“Nanojunction solarcells based on polycrystalline Cd Tefilmsgrownon Zn Onanocones”，屆時將與其他論文一起結集出版。
