來自機械和光學大學的科學家們提出了一種,結合電極和一個陷光結構特征的新太陽能電池涂料。這種涂層使研究人員能夠減少反射光,避免太陽能電池過熱,從而使其整體效率提高20%。此外,所提出的方法由于成本低且簡單,可能對工業應用具有吸引力。研究結果發表在《Optics Letters》上。
今天可以用一系列的材料生產太陽能電池。例如,基于非晶硅的太陽能電池基本上是透明的薄膜,可以應用于包括玻璃窗在內的任何表面。在制造太陽能電池時,關鍵是要設法減少電池的光反射,避免透明電極過熱,以免影響太陽能電池正常工作。另一個關鍵問題是優化有源層的厚度,使每一個到達太陽能電池的光子轉換成電能。
現在,從機械與光學大學的科學家發明了一種能解決這些問題,將二氧化硅顆粒涂覆在上電極的新方法。由此產生的結構起著電極的作用,還有一種將光聚焦在太陽能電池上的光捕獲涂層。在太陽能電池表面產生這樣的結構,我們使用氧化鋅的鋁原子層沉積的方法。我們用原子到原子的方法建立這些電極,Mikhail Omelyanovich解釋說,他是論文的主要作者。其結果是,整體太陽能電池效率提高了20%。更重要的是,這種電極可用于由非晶硅以外的任何材料構成的薄型太陽能電池。
該團隊花了幾年的時間開發了一種成本較低的太陽能電池制造方法,該技術將吸引制造業。三年前,我們試圖用微球覆蓋細胞表面。盡管顯著提高光吸收,主要缺點是很高反射率。我們考慮去除微球的上部,使其與透鏡類似,這種透鏡將光線聚焦在太陽能電池上。然而,在實際實現這個想法的同時,我們發現了一個更好的結構。總的來說,最終的解決方案超出了我們理論計算的預期,Mikhail說。
作者認為,這種表面涂層的太陽能電池的制造并不需要復雜的技術,而且這種工藝很容易適應大規模生產。