具超薄主動層的薄膜太陽電池

刊登日期:2012/8/2
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現今太陽電池的研發大多著重在強大的光電轉換效能,然而,昂貴的製造成本才是妨礙太陽電池普及的主因,近日美國North Carolina大學的研究團隊以奈米三明治結構設計薄膜太陽電池的超薄主動層,不但可以大幅降低電池製造成本,而且碲化鎘(Cadmium Telluride)和銅銦鎵硒(Copper Indium Gallium Selenide; CIGS)等有機太陽電池材料都適用,最重要的是,完全不影響其吸收太陽光的能力。
 
研究團隊先利用一般光刻技術,在透明介質基板上光刻圖案,讓基板上形成高200nm~300nm的微小結構,從橫切面來看,基板表面呈現間隔的齒狀結構,就像中世紀碉堡外緣的射擊口,接著,塗佈一層極薄的非晶矽活性材料於奈米結構上,最後再沉積一層介質材料,就完成了介質/活性材料/介質的三明治結構。
 
太陽電池的主動層主要功能為吸收太陽光,並將光能轉換成電能或化學燃料,目前市面上的太陽電池主動層厚度約為300nm~500nm,而研究團隊製作的非晶矽主動層厚度僅70nm。一般來說,薄化太陽電池的主動層會降低電池的效率,但新設計的奈米三明治結構像是高效的聚光天線,能使太陽光集中在活性材料上,所以不影響電池效能。

資料來源: http://news.ncsu.edu/releases/wms-cao-thin/
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