重大突破！吸收65%的阳光，薄硅膜电池新颠覆
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碳中和领域的《新青年》
硅太阳能电池被认为是占主导地位的光伏技术，因为它们使用地球上丰富的原材料，并具有很高的效率。然而，它们基于厚、硬、重的硅片，因此只能安装在有限的地点。
克服这一缺点的方法之一是部署薄膜来代替。这可以减少99%以上的硅用量，还可以使电池变得灵活和轻便。这种电池可以很容易地集成到建筑物和日常用品中。
但问题是，薄硅膜不能有效地吸收光线。通常情况下，与传统的、更厚的电池相比，只有25%的阳光被半透明的介质吸收。
荷兰和英国科学家借助一种纳米纹理结构，使薄膜硅光伏电池变得不透明并因此增强了其吸收太阳光的效率。
图说：薄膜硅借助一种纳米纹理结构
来源：中国科技网
实验结果表明，采用新方法设计出来的薄膜电池能吸收65%的阳光，是迄今薄硅膜表现出的最高光吸收率，接近约70%的理论吸收极限，有望催生柔性、轻质且高效的硅光伏电池。研究发表在《美国化学学会·光子学》杂志上。
鉴于硅太阳能电池的厚重缺点，荷兰原子分子国立研究所（AMOLF）、英国萨里大学和帝国理工学院的研究人员对硅太阳能电池进行了改进。
研究人员解释说，他们利用新方法设计出的纳米结构表面有一种超均匀分布图案，可将直射太阳光限定于一个角度范围内，从而将更多光捕获在硅膜内。被捕获的光越多，被吸收的几率也越大。研究显示，超均匀分布图案能更好地限定太阳光的入射角度，使更多太阳光被吸收。
来源：中国科技网
此外，将太阳光捕获到薄硅内面临两大关键挑战：太阳光包含多种颜色，而硅膜的尺寸有限，且硅对每种颜色光的吸收能力不一样。研究发现，表面镀有金字塔形状且图案尺寸与光的波长类似的厚硅太阳能电池能解决这一问题。
最新研究负责人、AMOLF的埃丝特·阿拉肯·拉多说：“我们估计1微米厚的碳—硅电池的光电转化效率可达到20%以上，这是柔性轻质碳—硅光伏电池的重大突破。研究还发现，高效薄硅电池可由低品质的硅制成，如此可降低净化原硅的能源需求，并缩短能源回收时间。
研究人员指出，尽管这种高效薄膜电池距离应用还有一段距离，但超均匀图案薄膜光伏电池极具潜力。
（来源：中国科技网）
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