纳米锥太阳能电池具有较高的转化效率

美国橡树岭国家实验室的研究人员已经开发出一种纳米锥太阳能电池，其通过解决电荷较低的输送问题，从而可增加太阳能电池的转化效率。
一个传统太阳能电池的电荷的输送，特别是负电子和正电洞输送，通常会受到散装材料以及其界面所存在的缺陷所阻止，从而降低其性能，最终导致太阳能电池较低的转化效率。

“为了解决那些降低太阳能电池转化效率的截留问题，我们创建了一种纳米锥太阳能电池，通过这种对太阳能电池的综合处理后，其展示出更好地额电荷收集效率。”美国橡树岭国家实验室化学科学部门的成员、这项研究的首席研究员徐军[音]表示。

太阳能电池的结构是由氧化锌制成的n形纳米锥所构成，其可作为接触框架以及电子导体。这些纳米锥周围是由多晶碲化镉制成的p型半导体矩阵。这些半导体可作为主要的光子吸收材料或者正电洞导体。

通过这种太阳能电池的机构，徐先生和他的伙伴可以让太阳能电池的转化效率增加78%。使用相同材料、具有平面结构的太阳能电池可以实现的1.8％的转化效率，这种电池能增加到3.2%。

“我们发明的一个重要理念是纳米锥形状可在接触框架附近产生一个较高的电场，从而能够有效分离、收集少数载流子，最终使得具有这种结构的太阳能电池要比那些使用相同材料制成的具有平面结构的传统太阳能电池具有更好的转化效率。”徐先生表示。

这种太阳能材料除了可增加太阳能电池的转化效率之外，也有其他两个特点。这种材料的合成所需费用较低，而且出现半导体材料缺陷以及空隙的风险较低，从而可促进了太阳光子转化为电力的转化效率。

这项研究获得美国能源部防扩散研究和工程办公室的支持，并且该实验室的定向研究和开发计划已经接受该项目提出的建议。

然而，当谈到聚光太阳能光伏电池的转化效率，总部位于加州的Solar Junction的多结太阳能电池已经实现43.5％的转化效率，这种电池的生产非常复杂，而且费用也很高。 (L.J. Polintan)