斯坦福大學(xué)科學(xué)家宣布已創(chuàng)造出世界上最薄并且最具效率的光吸收劑?？茖W(xué)家們指出，這一納米結(jié)構(gòu)的厚度只相當(dāng)于普通紙張的數(shù)千分之一，不僅大幅削減成本，還可提升太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。他們的研究成果已發(fā)表在最近一期的雜志《納米快報(bào)》（NanoLetters）上。

斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系教授StaceyBent（研究小組成員之一）表示：關(guān)于許多應(yīng)用而言，以最少的材料實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光的吸收是可取的。我們的研究成果就已表明一個(gè)擁有極其薄層面的材料完全有可能吸收100%特定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光。

更薄的太陽(yáng)能電池不僅耗材較少，而且成本較低。研究人員面對(duì)的挑戰(zhàn)就是如何在不犧牲轉(zhuǎn)化率的背景下降低電池的厚度。

在這樣研究中，斯坦福團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出鑲嵌了大量黃金顆粒的薄型硅片。每個(gè)黃金納米點(diǎn)高約14納米，寬約17納米。

可見(jiàn)光譜

一個(gè)理想的太陽(yáng)能電池能夠吸收整個(gè)可見(jiàn)光譜，從400納米紫色光波、700納米紅外線到非可見(jiàn)的紫外線與紅外線。在實(shí)驗(yàn)中，博士后CarlHagglund及其同事能夠調(diào)整黃金納米從光譜中吸收一種光線，即波長(zhǎng)600納米的橙紅色光波。

該研究報(bào)告首席作者Hagglund表示：與吉他弦相似，當(dāng)你撩撥其中一根弦，共振頻率就會(huì)改變。金屬粒子亦有共振頻率，能夠被微調(diào)來(lái)吸收特定波長(zhǎng)的光線。我們調(diào)整了系統(tǒng)的光學(xué)特點(diǎn)，以最大程度的增大光吸收率。

鑲嵌黃金納米的硅片由日本經(jīng)營(yíng)電子電氣公司日立（Hitachi）制造，采用了嵌段共聚物平版印刷技術(shù)。每個(gè)硅片每平方英寸含有約5200億納米點(diǎn)。在顯微鏡下，顆粒的六角形排列非常類似蜂窩的六邊形陣列。

Hagglund團(tuán)隊(duì)運(yùn)用原子層沉積工藝在硅片的表面新增了薄膜涂層。Hagglund稱：這是一個(gè)非常具有吸引力的技術(shù)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)新增涂層可以令顆粒更為均勻，并將薄膜的厚度降低到原子水平。

通過(guò)使用該工藝，我們可以改變納米點(diǎn)周圍涂層的厚度，從而達(dá)到簡(jiǎn)化調(diào)整系統(tǒng)的目的。其實(shí)已經(jīng)有人建立了相似的列陣，只是他們并未將之調(diào)整到光吸收的最佳狀態(tài)這就是我們研究成功的創(chuàng)新所在。