科學家一直致力于尋找更好的材料和方法來制造高性能的太陽能電池。美國科學家的一項最新研究發(fā)現(xiàn)，在硅太陽能電池表面生成一層硅納米顆粒薄膜能夠提升它的能量轉化能力，并且減少電池自身的發(fā)熱量，延長使用壽命。相關論文將發(fā)表在《應用物理快報》（Applied Physics Letters）上。

    該項研究由美國伊利諾伊大學的物理學家Munir Nayfeh領導，主要針對的是吸收轉化紫外光。對傳統(tǒng)太陽能電池而言，紫外光線要么直接被滲漏出去，要么被硅器件吸收，但轉化成的卻是熱能而并非電能，這有可能影響使用壽命。在2004年發(fā)表于《光子技術快報》（Photonics Technology Letters）的一項研究中，Nayfeh證實，紫外光線能夠與尺度合適的納米顆粒有效地結合，產(chǎn)生電能。

    為了達到實際應用的效果，Nayfeh和同事進行了新的研究。他們首先利用自身開發(fā)的一項專利技術，將體積較大的硅轉制成離散的納米級顆粒，它們會發(fā)出不同顏色的熒光。而后，研究人員將這些顆粒分散在異丙基酒精中，并抹在太陽能電池的表面。當酒精蒸發(fā)后，電池表面就會最終形成一層緊密的納米顆粒薄膜。

    研究人員發(fā)現(xiàn)，如果太陽能電池表面覆蓋的是厚度為1納米的藍色熒光納米粒子薄膜，整個電池將能夠多轉化60%的紫外光線，不過可見光的轉化率提升不到3%。但如果電池表面覆蓋的是厚度為2.85納米的紅色熒光粒子薄膜，那么紫外光線的轉化率可增加67%，而可見光的提升也能達到10%。

    Nayfeh認為，太陽能電池性能的這種改進應更多地歸因于電池電壓的提高而不是電流。他說，“我們的研究結論表明了薄膜內電荷傳輸和納米粒子界面修正的重要性。”

    Nayfeh表示，新的涂層工藝很容易并入目前太陽能電池的制造過程，而成本并不會有額外的增加。（科學網(wǎng) 任霄鵬/編譯）