新型“隐形”纳米线可避开阳光照射，提高太阳能电池效率

美国的研究人员已经找到了如何让太阳能电池吸收比以前更多的阳光，方法是使横跨太阳能电池顶部的细电线实际上不可见。

传统的太阳能电池是顶部有方形网格线的面板。 这些电线是传导电池吸收的电荷所必需的，但虽然它们看起来可能并没有真正阻碍电池吸收阳光的能力，但实际上它们确实阻碍了 5-10% 的光线，否则这些光线会照射到电池上细胞。 如果你能让这些电线……消失就好了？ 嗯，看来我们可以。

“利用纳米技术，我们开发了一种新颖的方法，使入射光几乎看不见上部金属触点，”其中一位研究人员 Vijay Narasimhan 说道来自斯坦福大学。 “我们的新技术可以显着提高效率，从而降低太阳能电池的成本。”

该团队没有使用传统的电线，而是开发了一种方法，可以将 16 纳米厚的金膜放置在平坦的硅片上。 该薄膜布满了纳米尺寸的孔阵列，可以被匹配的硅纳米柱阵列渗透，这些硅纳米柱穿过金属层。

“我们将硅和穿孔金膜一起浸入氢氟酸和过氧化氢的溶液中，”团队成员之一托马斯·海梅尔 (Thomas Hymel) 说道。 “金膜立即开始沉入硅基板中，硅纳米柱开始从膜上的孔中弹出。”

纳米柱的高度可达 330 纳米，其优点是它们可以向上穿过反射金属表面，并将光（从而将能量）向下传输到下面的硅基板中。

该系统描述于ACS纳米从技术上讲，可能并不构成隐形，但最终结果——通过金属重新引导光线——几乎是相同的，至少从能量增益的角度来看是这样。

这些收益是相当可观的。 “在我们最好的设计中，近三分之二的表面可以被金属覆盖，但反射损失仅为 3%，”纳拉辛汉说。 “拥有这么多金属可以提高电导率，并使电池在将光转化为电能方面更加有效。”

研究人员预计他们的纳米线片可以将传统太阳能电池的效率从 20% 提高到 22%，因此计划在工作电池上测试该设计，看看它在现实世界中的表现如何。

“我们称它们为‘隐蔽接触’，因为金属隐藏在硅纳米柱的阴影中，”研究生 Ruby Lai 说道。 “无论你放入什么类型的金属，它对于入射光来说几乎是不可见的。”