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美团队研发纳米涂层,提升太阳能光吸收与电流 20%

导读: 目前各家厂商皆致力于研发低成本、高效率与环保太阳能板,而美国国家标准暨技术研究院(NIST)近日也为太阳能技术尽一分心力,研发出低成本纳米级涂层,让太阳能板可以多吸收 20% 太阳光。

美团队研发纳米涂层,提升太阳能光吸收与电流 20%

目前各家厂商皆致力于研发低成本、高效率与环保太阳能板,而美国国家标准暨技术研究院(NIST)近日也为太阳能技术尽一分心力,研发出低成本纳米级涂层,让太阳能板可以多吸收 20% 太阳光。

该涂层由数千个微小玻璃珠组成,每颗珠粒宽度相当于头发的百分之一,当阳光照射在玻璃珠上时,光波会绕着纳米珠粒旋转,可以想像成环绕在伦敦圣保罗大教堂圆顶的声音,这类曲线结构会导致耳语廊(whispering gallery),即使是微小声音也容易被远方听到。

早在十年前就已有研究团队将耳语廊概念用在光,但很少有研究应用于太阳能电池涂层。NIST 研究员 Dongheon Ha 与马里兰大学(UM)纳米中心组成团队,实验测试中,被纳米共振器(nanoresonator)涂层捕捉到的光最后会流泄出来,并被底下的砷化镓(gallium arsenide)太阳能电池吸收。

研究员用不同颜色区分不同直径纳米玻璃珠,每颗珠子都可以当作一个光学耳语廊或共振器,可吸收不同太阳光波长。研究则利用激光来测试纳米共振器涂层中的玻璃珠,发现太阳能板可多吸收 20% 可见光,测量结果亦显示,该涂层也会让电池电流增加 20%。

Ha 表示,这是第一个使用精密纳米测量来展现涂层效率的团队,虽然先前计算得出该涂层可以提高太阳能电池性能,但直到团队成功开发出所需的纳米测量技术,研究才能证明确有其事。

研究团队还研发出一种快速、低成本纳米共振器覆涂方法,以往研究员都将半导体材料浸泡在溶液中,但这方法需要比较多时间,而且即使只有一面需要覆涂,浸泡方式也会让半导体两面都包覆到。

因此团队研发出新型覆涂方式,借由将纳米共振器液珠(droplets)置于太阳能电池一侧,将线绕金属杆拉过(pulled across)电池,推展电池上纳米溶液并形成紧密填充的涂层。这也是研究员首次使用金属杆涂抹方式,且这个方法受到团队支持,Ha 指出,这种覆涂方式既可省钱又能大规模制造。目前该研究已发布在《纳米技术》(Nanotechnology)。(来源:Technews科技新报)

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