氧化锌“纳米矛”提升太阳能电池效率

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  美国密苏里科技大学(Missouri University of Science and Technology) 的研究人员表示,将一种氧化锌(ZnO) 制成的“纳米矛(nanospears) ”钉在太阳能电池表面,将可扩展其吸收光谱并因此提高太阳能电池的效率。

  “氧化锌能吸收接近超紫外光光谱的光线,”密苏里科技大学教授Jay Switzer 表示:“这能与吸收近红外线光谱的硅互补;若以上这两部分光谱都能被利用,就可能实现更高的太阳能电池效率。”

  Switzer 表示,过去在硅晶上长氧化锌的尝试,都仅获得有限的成功,主要是因为这两种材料的晶格并不协调;而研究人员将氧化锌的晶格轴心倾斜,就解决了以上问题,并使氧化锌能与硅精准匹配。由于氧化锌是以一个不寻常的角度长在硅上,就像是钉在硅晶表面的纳米尺寸矛那样,使太阳能电池可吸收较长的超紫外光波长,也能吸收较短的红外线波长。

  该种氧化锌纳米矛的长晶法,是利用一种饱和了锌离子的碱性溶液淹没硅晶圆表面,所长出的纳米矛直径约100~200 nm ,长度约1μm ;透过一种自动排列制程,这些纳米矛会以精准的角度在结晶硅表面自组装( self-assembled) ,将晶格不匹配的状况降到最低。

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