【前沿】納米線太陽能電池開啟能量轉(zhuǎn)換效率新篇章

　　荷蘭埃因霍溫技術(shù)大學(xué)的研究人員發(fā)表聲明表示，通過納米線太陽能電池可以使能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到17.8%。雖然這一數(shù)值打破了以前的15.3%的記錄，但它仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電池的理論極限46%。

　　這項(xiàng)破紀(jì)錄的成就來自Dick van Dam的博士論文報(bào)告。當(dāng)我們聯(lián)系van Dam以求獲得更多關(guān)于他制造器件的細(xì)節(jié)時(shí)，他解釋說，由于該項(xiàng)工作還沒有發(fā)表，考慮到出版他能說的很有限。

　　然而，在新聞稿中，van Dam表示希望在未來幾年內(nèi)，他所取得的記錄將很快被刷新。從納米線太陽能電池誕生以來的發(fā)展和其巨大的性能提升空間來看，這是一個(gè)合理的預(yù)測(cè)。

　　三年前，丹麥瑞士的聯(lián)合研究小組在博客中提出了一種利用納米線來超越太陽能電池肖克利·奎伊瑟極限的方法。所謂肖克利·奎伊瑟極限，就是指假定所有太陽能通過單一的p-n結(jié)被轉(zhuǎn)換成電能，效率最高只有33.7%。

　　由丹麥瑞士團(tuán)隊(duì)提出的納米線太陽能電池通過利用納米線的獨(dú)特性能，聚光能力是普通光照強(qiáng)度的15倍，有望突破肖克利-奎伊瑟極限。由于納米線的直徑小于入射太陽光的波長(zhǎng)，可以引起納米線周圍光強(qiáng)的共振，這些共振把光集中轉(zhuǎn)換為電能。自從那次研究以來，在保證更高能量轉(zhuǎn)換效率的納米線太陽能電池中，納米線有了一個(gè)穩(wěn)定的新應(yīng)用。

　　Van Dam 在IEEE Spectrum的電子郵件采訪中說他所制作的納米線太陽能電池與普通的太陽能電池一樣，但是通常吸收光并將其轉(zhuǎn)換成電的固體層被一層垂直的納米線所取代。一般情況下，提高這些電池的性能，主要涉及增加電池內(nèi)部的輻射效率，相應(yīng)地減少缺陷的數(shù)量，這是基本的優(yōu)化處理。而對(duì)于商業(yè)可用性，這個(gè)過程需要進(jìn)行優(yōu)化，以降低生產(chǎn)成本。在這方面，不使用厚的基板制造納米線太陽能電池或許是重要的一步。