美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(OakRidgeNationalLaboratory)的徐俊博士及其所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)近日提出了具有三維納米圓錐結(jié)構(gòu)(3-Dnanocone-based)的太陽(yáng)能電池，據(jù)稱這一結(jié)構(gòu)可以將光電轉(zhuǎn)換效率提高80%。該納米圓錐結(jié)構(gòu)使用n型氧化鋅制作，用以傳導(dǎo)電子，該圓錐結(jié)構(gòu)之上還覆蓋了一層p型多晶碲化鎘(polycrystallinecadmiumtelluride)以形成PN結(jié)，并用來(lái)吸收光子，傳導(dǎo)空穴。

為了提高電池效率，我們創(chuàng)造了這一納米圓錐太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，提出了相應(yīng)的制作工藝，并證明這一結(jié)構(gòu)的確可以提高電荷收集效率。橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室化學(xué)所的徐俊博士表示。

徐俊博士及其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用這一結(jié)構(gòu)制作出了轉(zhuǎn)化效率達(dá)到3.2%的電池，而使用同樣材料的一般平板電池效率僅為1.8%。研究人員指出，正是該結(jié)構(gòu)獨(dú)特的電場(chǎng)分布提高了光電轉(zhuǎn)化效率，而經(jīng)濟(jì)可行的納米圓錐制作工藝和減少半導(dǎo)體材料中缺陷的方法也同樣重要。該研究團(tuán)隊(duì)稱，由于提高了電子輸送效率，該電池可以使用等級(jí)更低的材料制作，從而降低成本。

我們的三維結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的內(nèi)建電場(chǎng)分布，這一電場(chǎng)分布可以提高電荷傳輸效率并最終提高光電轉(zhuǎn)換效率徐俊博士說(shuō)到，我們?cè)O(shè)計(jì)的核心部分在于納米圓錐尖端會(huì)出現(xiàn)高強(qiáng)電場(chǎng)，可以有效分離、注入并收集少數(shù)載流子，從而達(dá)到比傳統(tǒng)平板結(jié)構(gòu)更高的轉(zhuǎn)換效率。

IEEE光伏專家會(huì)議已經(jīng)接受了有關(guān)該三維納米圓錐電池的兩篇論文,EfficientChargeTransportinNanoconeTip-FilmSolarCells和NanojunctionsolarcellsbasedonpolycrystallineCdTefilmsgrownonZnOnanocones，屆時(shí)將與其他論文一起結(jié)集出版。