纳米线太阳能电池开启能量转换效率新篇章

荷兰埃因霍温技术大学的研究人员发表声明表示，通过纳米线太阳能电池可以使能量转换效率达到17.8%。虽然这一数值打破了以前的15.3%的记录，但它仍然远远低于电池的理论极限46%。


这项破纪录的成就来自Dick van Dam的博士论文报告。当我们联系van Dam以求获得更多关于他制造器件的细节时，他解释说，由于该项工作还没有发表，考虑到出版他能说的很有限。

然而，在新闻稿中，van Dam表示希望在未来几年内，他所取得的记录将很快被刷新。从纳米线太阳能电池诞生以来的发展和其巨大的性能提升空间来看，这是一个合理的预测。

三年前，丹麦瑞士的联合研究小组在博客中提出了一种利用纳米线来超越太阳能电池肖克利·奎伊瑟极限的方法。所谓肖克利·奎伊瑟极限，就是指假定所有太阳能通过单一的p-n结被转换成电能，效率最高只有33.7%。

由丹麦瑞士团队提出的纳米线太阳能电池通过利用纳米线的独特性能，聚光能力是普通光照强度的15倍，有望突破肖克利-奎伊瑟极限。由于纳米线的直径小于入射太阳光的波长，可以引起纳米线周围光强的共振，这些共振把光集中转换为电能。自从那次研究以来，在保证更高能量转换效率的纳米线太阳能电池中，纳米线有了一个稳定的新应用。

Van Dam 在IEEE Spectrum的电子邮件采访中说他所制作的纳米线太阳能电池与普通的太阳能电池一样，但是通常吸收光并将其转换成电的固体层被一层垂直的纳米线所取代。一般情况下，提高这些电池的性能，主要涉及增加电池内部的辐射效率，相应地减少缺陷的数量，这是基本的优化处理。而对于商业可用性，这个过程需要进行优化，以降低生产成本。在这方面，不使用厚的基板制造纳米线太阳能电池或许是重要的一步。