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美国:预计最大化光学吸收

国际能源网:据报道,劳伦斯伯克利国家实验室新开发的研究人员可以吸收99%的光子,这可以大大提高太阳能电池的效率。 研究人员表示,高度有序的纳米柱阵列需要调整形状和几何形状。这些阵列由钌或硫化镉组成,极大地增加了纳米柱的吸光度。这些纳米柱吸收尽可能多的光,甚至超过商用薄膜太阳能电池,但使用非常少的半导体材料并且不需要抗反射涂层。 理论和实验工作表明,具有确定直径,长度和间距的三维半导体纳米柱阵列擅长捕获光,但使用的半导体材料不到一半。这是薄膜太阳能电池的比较。需要化合物半导体,例如碲化镉,并且在太阳能电池中大约百分之一的材料使用大块硅。 当研究人员制作双直径纳米柱时,他们使用的是使用2.5微米厚铝箔制备的模具。他们使用两步阳极氧化工艺来制造一个阵列,其中包含许多一微米深的小孔,这些小孔在模具中是双倍直径,顶部窄,底部宽。然后金颗粒在孔中沉淀,这催化半导体纳米柱的生长。 该工艺允许精确控制单晶纳米柱阵列的几何形状和形状,而无需使用复杂的外延外延和/或光刻技术。只要它高2微米,纳米柱阵列就可以吸收99%的光子,波长范围从300到900纳米,而不依赖于任何抗反射涂层。 钌纳米柱经过调整,可吸收红外光子,用于高灵敏度探测器,而硫化镉/碲化物纳米柱则非常适用于太阳能电池。这种制造技术非常普遍,Garvey说它可以用于许多其他半导体材料以及非常特殊的应用。实验表明,在横截面中,仅通过改变模板的形状,纳米柱阵列也可以成形为特定形状,例如正方形,矩形或圆形。