斯坦福大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)出一種新型的 薄膜太陽(yáng)能電池 ，結(jié)合了等離子體以提高性能和經(jīng)濟(jì)可行性。

等離子體(Plasmonics) 是一個(gè)新興的科學(xué)和技術(shù)分支，涉及光和金屬之間的相互作用。

在特定條件下，這些相互作用產(chǎn)生一股高頻率和高密度的電波。這種電子脈博以異?？焖俚拇蠛托∶芏鹊男问叫凶撸愃坡曇粼诳諝庵械倪\(yùn)動(dòng)。

斯坦福大學(xué)的材料科學(xué)與工程副教授邁克麥吉希（Mike McGehee)，領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)多學(xué)科的工程師小組，利用等離子體來(lái)幫助薄膜太陽(yáng)能電池以更高的效率捕捉光源。

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，研究小組把蜂窩狀圖案 的納米級(jí)酒窩印在太陽(yáng)能電池的金屬層內(nèi)?；窘Y(jié)構(gòu)類似于一個(gè)納米方格，加上顛簸，科學(xué)家把量度為稱為直徑300納米和高200納米的納米點(diǎn)印在烙印了的物質(zhì)上。

為了實(shí)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)，科學(xué)家把薄薄的一層面糊涂抹在透明的導(dǎo)電基地上。該面糊是由二氧化鈦，一個(gè)透光的半多孔金屬所組成。

他們利用納米方格鐵將納米點(diǎn)印烙在面糊上，并添加一層感光染料，滲入方格中的酒窩及細(xì)孔中。最后，他們加上了一個(gè)整理銀涂層。

該顛簸銀層提供了兩個(gè)主要好處。首先，它能作為一面鏡子，能發(fā)起第二輪的集成。其次，該光與銀納米點(diǎn)相互作用產(chǎn)生電漿效應(yīng)。

按照設(shè)計(jì)，光子將進(jìn)入和通過(guò)透明的基地和二氧化鈦層。然后一些光子將被光敏感的染料 吸收來(lái)產(chǎn)生電流。

同時(shí)，剩余的光子將與反射回來(lái)的銀進(jìn)行接觸。這將引渡它們回到了太陽(yáng)能電池進(jìn)行第二輪收集。然而，一些擊中銀的光子將打擊納米點(diǎn)，也導(dǎo)致電漿波向外流動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)和限制

「使用等離子體，我們可以前所未有地在更薄的薄膜中吸收光線，」麥吉先生解釋說(shuō)。

「薄膜越薄，電粒子便越接近電極。實(shí)質(zhì)上，它可以使更多的電子能走到電極成為電力，」他補(bǔ)充說(shuō)。

據(jù)研究人員指出，使用光敏染料的靈活太陽(yáng)能電池來(lái)發(fā)電，帶來(lái)許多好處，包括成本和能源效率。

但是，染料敏化太陽(yáng)能電池 受制于它們把光轉(zhuǎn)換成電力的低效率。最好的薄膜太陽(yáng)能電池只能在8?的效率左右，將光能轉(zhuǎn)化為電能，遠(yuǎn)不及已經(jīng)達(dá)到25?效率的笨重商業(yè)技術(shù)。

此外，太陽(yáng)能薄膜的估計(jì)壽命只有7年左右，大大低于20至30年的商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

盡管如此，麥吉先生認(rèn)為，提高效率擴(kuò)大到15?和壽命到10年的期間，將允許薄膜太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的可行性。