美科學家攻克重大難題！薄膜太陽能發(fā)電效率有望再度提升

:據(jù)科技媒體Phys報道，美國勞倫斯伯克利國家實驗室能源部的科學家團隊發(fā)明了一種光學顯微鏡，可在太陽能電池吸收光子的時候，繪制3D能量轉(zhuǎn)換圖，解決了制約薄膜太陽能電池發(fā)電效率提升的一個重大瓶頸。

眾所周知，與晶硅太陽能電池板相比，薄膜太陽能憑借較低的成本和良好的可塑造性，成為業(yè)界重點關(guān)注的對象。然而，薄膜太陽能的發(fā)展也遇到了行業(yè)瓶頸，發(fā)電效率一直在14%左右徘徊。

科學家們不斷嘗試提高薄膜太陽能的發(fā)電效率，但始終面臨一個很大挑戰(zhàn)，因為薄膜太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換活動發(fā)生在薄膜表層的下面層，并且這種能量轉(zhuǎn)換活動是實時發(fā)生變化的，這使得人們很難拍攝到能量轉(zhuǎn)換活動的畫面。在無法弄清楚這種能量轉(zhuǎn)換活動的前提下，提升發(fā)電效率自然無從談起。

勞倫斯伯克利國家實驗室的科學家發(fā)明的這種光學顯微鏡，成功解決了這個難題。在標準光學技術(shù)無法拍攝材料內(nèi)部的活動情況下，他們運用了一種叫「雙光子顯微術(shù)」的方法，該技術(shù)能做到在微米級別對材料的光電子動態(tài)進行拍攝。該技術(shù)依靠紅外光子激光穿透PV面板，當兩種低能量的光子匯聚到同一點，便有了足夠的能量觸發(fā)電子。電子能被追蹤，科學家借此觀察電子活動的持續(xù)時間。

該團隊首席科學家EdwardBarnard表示，「為顯著提高PV太陽能面板的發(fā)電效率，我們必須在微米范疇觀察材料表層及表層之下的動態(tài)，我們的最新技術(shù)讓我們做到了這一點?！?/p>

在實驗測試中，激光束能繪制一幅3D的太陽能電池材料的光電動態(tài)圖。目前，該科學家團隊已經(jīng)運用此種技術(shù)，觀察了解到碲化鎘（CdTe）太陽能電池在增加某種化學物質(zhì)后，能提高太陽能電池的性能。所以，這項技術(shù)能幫助研究者在提高薄膜太陽能的研究中，做出更明智的決定。

該研究成果已發(fā)表在11月15日頂級材料科學學術(shù)刊物《先進材料》上。相關(guān)實驗視頻，已可通過YouTube進行觀看。