加州理工學(xué)院近日研發(fā)出了一種新的太陽能電池，其基本原理是將細(xì)長的硅線陣列嵌入聚合物基板中。除了纖薄可彎曲外，它對(duì)太陽光的吸收和光電轉(zhuǎn)換效率方面都取得了極大地突破。此外，和傳統(tǒng)太陽能電池所要的昂貴的半導(dǎo)體材料量相比，這種新型太陽能電池僅要一小部分。

應(yīng)用物理學(xué)及材料學(xué)教授HarryAtwater和HowardHughes表示：這些太陽能電池首次突破了傳統(tǒng)的吸光材料的光捕獲極限。新型太陽能電池所采用的硅線陣列對(duì)單一波長的入射光的吸收率高達(dá)96%，對(duì)全波長陽光的捕獲率可達(dá)85%。

Atwater指出：許多材料對(duì)光線的捕獲能力很好，但是卻無法轉(zhuǎn)換成電能，比如黑涂料。關(guān)于太陽能電池來說，吸收的光子能否轉(zhuǎn)換為電荷載子(chargecarrier)也非常重要。而他們研發(fā)的硅線陣列太陽能電池則可以將所吸收光子的90%至100%轉(zhuǎn)換為電子。從技術(shù)上講，這種陣列擁有幾近完美的內(nèi)部量子效率(internalquantumefficiency)。

Atwater總結(jié)說：對(duì)光的高吸收率和較好的轉(zhuǎn)換能力成就了這種太陽能電池的高質(zhì)量。

硅線陣列中的硅線長度在30至100微米(micron)之間，直徑僅為1微米。整個(gè)陣列的厚度相當(dāng)于硅線的長度，但是從面積或體積角落來看，這種材料中只有2%才是硅，其它98%都是聚合物。由于硅是傳統(tǒng)太陽能電池中一種很昂貴的成分，所以這種只要傳統(tǒng)所需量1/50的太陽能電池投產(chǎn)的成本將低很多。