65%！薄膜硅光伏电池光吸收率创新纪录

65%!薄膜硅光伏电池光吸收率创新纪录

接近70%的理论极限有望催生轻质高效的硅光伏电池。

3月29日电 荷兰和英国科学家利用一种纳米纹理结构，使薄膜硅光伏电池不透明，从而增强其吸收太阳光的效率。实验结果表明，采用新方法设计的薄膜电池可以吸收65%的太阳光，这是迄今为止硅薄膜最高的光吸收率，接近70%左右的理论吸收极限，有望推广柔性、轻便、高效的硅光伏电池。这项研究发表在《美国化学学会光子学》杂志上。

硅太阳能电池效率高，原料是地球上丰富的硅，被认为是一种高效的光伏技术。然而，它们需要厚、硬且重的晶片，因此它们的使用受到限制。使用该薄膜可以减少99%的硅消耗，并使电池更轻、更耐用，可以轻松集成到城市建筑甚至小型日常设备中。但是薄薄的硅薄膜只能吸收25%的阳光。鉴于此，荷兰国家原子分子研究所(AMOLF)、英国萨里大学和伦敦帝国理工学院的研究人员对其进行了改进。

研究人员解释说，他们用新方法设计的纳米结构表面具有超均匀的分布模式，可以将阳光直射限制在一个角度范围内，从而将更多的光捕获在硅膜中。捕获的光越多，被吸收的机会就越大。研究表明，超均匀分布模式可以更好地限制太阳光的入射角，使更多的太阳光被吸收。

此外，将太阳光捕获到薄硅中面临两个关键挑战：太阳光包含许多颜色，而硅膜的尺寸有限，硅对每种颜色的光的吸收能力不同。人们发现，具有金字塔形表面和与光波长相似的图案尺寸的厚硅太阳能电池可以解决这个问题。

最新研究负责人、AMOLF公司的埃丝特阿拉肯拉多(Esther Araken Schmidt)说：“我们估计1微米厚的碳硅电池的光电转换效率可以达到20%以上，这是柔性轻质碳硅光伏电池的一项重大突破。还发现高效率的薄硅电池可以用低质量的硅制成，这样可以减少提纯原料硅的能量需求，缩短能量回收时间。”

研究人员指出，尽管这种高效薄膜电池距离应用还很远，但超均匀图案薄膜光伏电池潜力巨大。