神奇的納米柱太陽能電池

為了盡早開發出可替代化石燃料的新能源，世界各國的研究人員都沒日沒夜地在干在眾多可再生能源中，太陽能自然是關注的重點，而這次立功的是美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校那里的研究人員開發出了一種用于制造高效太陽能電池的低成本彈性材料新技術使光學活性半導體生長為納米柱陣列每一個單一晶體的直徑僅為十億分之一米在傳統的太陽能電池中，硅吸收光能并產生自由電子，電子流入電極產生電流這些電子必須在受困于材料的缺陷或雜質前到達電路這就要求使用極為純；爭的單晶硅然而生產單晶硅的標準方式是極為不經濟的，為了充分利用太陽能科學家們非找到量產高效率光伏電池裝置的方法不可納米柱技術進入了他們的視線與典型的平板太陽能電池不同的是，一個納米柱陣列電池的受光面積大得多計算機模擬表明，相對于平面，納米柱半導體陣列的光敏度應該更高分離電子的能力大大增強并能夠更有效地收集這些電荷的載體更重要的是納米柱技術還可使研究人員使用更為廉價和低質的材料該技術更適于在薄鋁箔上制作出可卷曲的太陽能電池板從而降低了制造成本。一旦獲得成功其生產成本將可低至單晶硅太陽能板的1／10不幸的是，早期使用立柱設計方案制造光優電池板的嘗試并沒有取得成功，不僅光電轉換效率不到兩個百分點一非單晶硅太陽能電池的光電轉換效率應達到12％～13％。而且所采用的制造方法也較為昂貴該方案的主要缺陷在于納米柱的直徑沒有得到很好的控制，支柱的密度和對齊程度都較低，半導體接口的質量也很差不過，加州大學伯克利分校的電氣工程和計算機科學教授阿里·杰威最近找到了突破口杰威和他的同事制作的納米柱電池首次在經氧化處理的鋁箔上創建出呈周期性分布的小孔這些直徑200納米的小孔就作為硫化鎘晶體直立生長的模板然后他們將生長出來的大小統一的500納米高的硫化鎘嵌入碲化鎘薄膜中，并對碲化鎘和頂端電極飾以銅和金的薄膜這些電極通過一塊玻璃板和電池相連，或者被投入聚合物溶液產生彎曲據稱此種電池將光能轉換為電能的效率可達6％柔軟而成本低廉的太陽能電池板終于誕生了，這真是能源史上一個令人興奮的好消息。

目前，研究人員正在探索使用可提高轉換效率的材料，如透明導電的氧化銦就有可能使光電轉換效率提高一倍。不過《Geek》還是希望他們最先考慮利用其他半導體材料制造納米柱的可能性，畢竟鎘終究是有毒物質，誰也不會喜歡自家的屋頂上貼著一層有鎘化物的。不不，能生產再多的電也不行。