矽奈米粒子薄膜讓太陽電池效能再加強

 

刊登日期:2007/9/7
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美國伊利諾大學科學家Munir Nayfeh發現,在矽太陽能電池中置入一層矽奈米粒子薄膜,能夠提升它的轉換率,並且減少電池自身的發熱量,延長使用壽命。

在2004年發表於Photonics Technology Letters的研究中曾提到,紫外光線與尺度合適的矽奈米粒子能夠效的結合,產生電能。而傳統太陽能電池中,矽在轉化過程中產生的熱能,會影響使用壽命。

伊利諾大學Dr. Munir Nayfeh利用自身開發的專利技術,將體積龐大的矽磚製成分散的奈米級粒子,不同尺寸的矽奈米粒子,會發出不同顏色的螢光。將這些粒子分散在異丙基酒精中,再塗抹於太陽能電池的表面,待酒精蒸發後,電池表面就會形成一層緊實的奈米粒子薄膜。

在太陽能電池表面覆蓋上高品質、厚度1奈米的藍色螢光奈米粒子薄膜,整個電池將能將轉化60%的紫外光線,不過光的轉化率提升不到3%。如果電池表面覆蓋的是厚度為2.85奈米的紅色螢光粒子薄膜,紫外光線的轉化率可增加至67%,而光的轉化率會提升到10%。

這項新的塗怖作業很容易與太陽能電池的製造過程結合,不會增加成本。Dr. Munir Nayfeh認為此太陽電池性能的改進,是歸因於電池電壓的提高而非電流。研究結論中亦說明薄膜內電荷傳輸和奈米粒子界面修正的重要性。

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