氧化鋅“納米矛”提升太陽能電池效率
美國密蘇里科技大學(Missouri University of Science and Technology) 的研究人員表示,將一種氧化鋅(ZnO) 制成的“納米矛(nanospears) ”釘在太陽能電池表面,將可擴展其吸收光譜并因此提高太陽能電池的效率。
“氧化鋅能吸收接近超紫外光光譜的光線,”密蘇里科技大學教授Jay Switzer 表示:“這能與吸收近紅外線光譜的硅互補;若以上這兩部分光譜都能被利用,就可能實現更高的太陽能電池效率。”
Switzer 表示,過去在硅晶上長氧化鋅的嘗試,都僅獲得有限的成功,主要是因為這兩種材料的晶格并不協調;而研究人員將氧化鋅的晶格軸心傾斜,就解決了以上問題,并使氧化鋅能與硅精準匹配。由于氧化鋅是以一個不尋常的角度長在硅上,就像是釘在硅晶表面的納米尺寸矛那樣,使太陽能電池可吸收較長的超紫外光波長,也能吸收較短的紅外線波長。
該種氧化鋅納米矛的長晶法,是利用一種飽和了鋅離子的堿性溶液淹沒硅晶圓表面,所長出的納米矛直徑約100~200 nm ,長度約1μm ;透過一種自動排列制程,這些納米矛會以精準的角度在結晶硅表面自組裝( self-assembled) ,將晶格不匹配的狀況降到最低。