德國新加坡聯(lián)合研究微調(diào)等離子體技術(shù)，太陽能電池性能取得新突破！

導讀本周發(fā)表的兩項不同研究表明，德國達姆施塔特技術(shù)大學與新加坡科學技術(shù)研究局合作進行的研究中，在使用等離子體增強技術(shù)改善鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩(wěn)定性方面取得了新進展。

近年來，等離子增強已經(jīng)用于旨在改善鈣鈦礦太陽能電池的效率和熱穩(wěn)定性的廣泛研究中。該技術(shù)包括通過金屬納米結(jié)構(gòu)增強細胞的電磁場，從而改善器件在可見光譜中的低光學吸收。

上周，發(fā)表了有關(guān)該主題的兩項新研究，表明對金屬等離子體激元效應的興趣近來并未減弱。

在德國達姆施塔特技術(shù)大學與新加坡科學技術(shù)研究局合作進行的研究中，已對該技術(shù)的最新進展進行了分析。

研究小組解釋說，表面等離子體激元對鈣鈦礦細胞來說特別有趣，因為它們的性質(zhì)可以通過控制金屬納米結(jié)構(gòu)的形狀、大小和介電環(huán)境進行微調(diào)。因此，結(jié)合等離子體結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦細胞可能具有更薄的吸收層，不影響光學厚度，并且可以設(shè)計為半透氧器件。

科學家們描述了典型的電漿細胞鈣鈦礦作為設(shè)備由一個緊湊的20 － 50納米氧化鈦（二氧化鈦）阻擋層，100 － 400 nm之間嵌入層電子運輸材料，如介孔二氧化鈦和透明導電氧化物基質(zhì)，由一個洞之后運輸材料夾在鈣鈦礦吸收器和接觸電極。

科學家們還描述了鈣鈦礦電池應用中如何通過等離子激元進行偶極子－偶極子耦合的熱電子注入，光捕獲和能量流向調(diào)制。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《高等科學》雜志上的論文《等離子鈣鈦礦太陽能電池的最新進展》中。

在另一項研究發(fā)表在本周《自然》雜志上，雙金屬植入電漿為二氧化鈦光電陽極敏化的第三代太陽能電池，印度的大師Nanak Dev大學的科學家們尋求改善二氧化鈦的聚光能力敏化劑用于這種類型的細胞，同時防止復合效應。

根據(jù)研究人員的研究，通過離子注入技術(shù)將金和銀納米顆粒嵌入二氧化鈦中。依賴納米顆粒的細胞效率及其等離激元誘導的光電效應顯示，其效率（相對而言）比未植入的細胞高89％。

據(jù)微鋰電小組分析，這種更高的效率取決于二氧化鈦的增強的光收集能力，后者可以產(chǎn)生大量的光激發(fā)電子，并且取決于嵌入二氧化鈦的光陽極中的銀和金納米粒子所產(chǎn)生的等離子電效應。