太陽能電池=元器件?新納米技術(shù)讓微型電路用上環(huán)保能源
http://m.007sbw.cn 2007-10-29 15:32 來源:電源在線
哈佛大學(xué)化學(xué)教授查爾斯·萊貝爾與同事日前共同研發(fā)出一種直徑僅有人類頭發(fā)兩萬分之一的太陽能電池。這種新型電池不僅可以作為電子元件用于微型電路,還是首例能夠獨(dú)立完成光電轉(zhuǎn)化的納米級(jí)設(shè)備。
新型電池是一種具有多層結(jié)構(gòu)的納米線,類似用于有線電視網(wǎng)絡(luò)的同軸電纜。但它的直徑只有同軸電纜的10萬分之一,肉眼幾乎不可見,且采用3種具有不同導(dǎo)電性能的光敏硅材料為主材。電池核心是直徑約100納米、覆有硼涂層的長(zhǎng)條狀硅晶體,外面包裹兩層分別厚50納米的多晶硅層,其中最外一層硅材料覆有磷涂層。
陽光照射納米線時(shí),帶負(fù)電的電子離開硅晶體,形成正極微孔,也稱空穴。電子穿過硅層向外移動(dòng),與電子數(shù)量相等但極性相反的空穴則向納米線核心移動(dòng)。當(dāng)納米線與電路接通時(shí),電子和空穴的移動(dòng)產(chǎn)生電流,把光能轉(zhuǎn)化為電能。
查爾斯·萊貝爾表示,新型電池的光電轉(zhuǎn)化效率較高,一般能達(dá)到3%以上,最高時(shí)能達(dá)到5%。此外,新型電池以硅材料為主材,能夠承受集中光照而不受蝕分解,而且新型電池的制作成本低廉,與其他光電設(shè)備相差無幾。
萊貝爾指出,其下一步研究目標(biāo)之一,就是要想辦法克服新型電池晶體現(xiàn)存缺陷,爭(zhēng)取將該電池的能量轉(zhuǎn)化效率提高到15%。