美團(tuán)隊(duì)研發(fā)納米涂層 提升太陽(yáng)能光吸收與電流20%

:目前各家廠商皆致力于研發(fā)低成本、高效率與環(huán)保太陽(yáng)能板，而美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)暨技術(shù)研究院（NIST）近日也為太陽(yáng)能技術(shù)盡一分心力，研發(fā)出低成本納米級(jí)涂層，讓太陽(yáng)能板可以多吸收20%太陽(yáng)光。

該涂層由數(shù)千個(gè)微小玻璃珠組成，每顆珠粒寬度相當(dāng)于頭發(fā)的百分之一，當(dāng)陽(yáng)光照射在玻璃珠上時(shí)，光波會(huì)繞著納米珠粒旋轉(zhuǎn)，可以想像成環(huán)繞在倫敦圣保羅大教堂圓頂?shù)穆曇?，這類曲線結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致耳語(yǔ)廊（whispering gallery），即使是微小聲音也容易被遠(yuǎn)方聽(tīng)到。

早在十年前就已有研究團(tuán)隊(duì)將耳語(yǔ)廊概念用在光，但很少有研究應(yīng)用于太陽(yáng)能電池涂層。NIST研究員Dongheon Ha與馬里蘭大學(xué)（UM）納米中心組成團(tuán)隊(duì)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，被納米共振器（nanoresonator）涂層捕捉到的光最后會(huì)流泄出來(lái)，并被底下的砷化鎵（gallium arsenide）太陽(yáng)能電池吸收。

研究員用不同顏色區(qū)分不同直徑納米玻璃珠，每顆珠子都可以當(dāng)作一個(gè)光學(xué)耳語(yǔ)廊或共振器，可吸收不同太陽(yáng)光波長(zhǎng)。研究則利用激光來(lái)測(cè)試納米共振器涂層中的玻璃珠，發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能板可多吸收20%可見(jiàn)光，測(cè)量結(jié)果亦顯示，該涂層也會(huì)讓電池電流增加20%。

Ha表示，這是第一個(gè)使用精密納米測(cè)量來(lái)展現(xiàn)涂層效率的團(tuán)隊(duì)，雖然先前計(jì)算得出該涂層可以提高太陽(yáng)能電池性能，但直到團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出所需的納米測(cè)量技術(shù)，研究才能證明確有其事。

研究團(tuán)隊(duì)還研發(fā)出一種快速、低成本納米共振器覆涂方法，以往研究員都將半導(dǎo)體材料浸泡在溶液中，但這方法需要比較多時(shí)間，而且即使只有一面需要覆涂，浸泡方式也會(huì)讓半導(dǎo)體兩面都包覆到。

因此團(tuán)隊(duì)研發(fā)出新型覆涂方式，借由將納米共振器液珠（lets）置于太陽(yáng)能電池一側(cè)，將線繞金屬桿拉過(guò)（pulled across）電池，推展電池上納米溶液并形成緊密填充的涂層。這也是研究員首次使用金屬桿涂抹方式，且這個(gè)方法受到團(tuán)隊(duì)支持，Ha指出，這種覆涂方式既可省錢又能大規(guī)模制造。目前該研究已發(fā)布在《納米技術(shù)》（Nanotechnology）。

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