神奇的纳米柱太阳能电池

为了尽早开发出可替代化石燃料的新能源，世界各国的研究人员都没日没夜地在干在众多可再生能源中，太阳能自然是关注的重点，而这次立功的是美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校那里的研究人员开发出了一种用于制造高效太阳能电池的低成本弹性材料新技术使光学活性半导体生长为纳米柱阵列每一个单一晶体的直径仅为十亿分之一米在传统的太阳能电池中，硅吸收光能并产生自由电子，电子流入电极产生电流这些电子必须在受困于材料的缺陷或杂质前到达电路这就要求使用极为纯；争的单晶硅然而生产单晶硅的标准方式是极为不经济的，为了充分利用太阳能科学家们非找到量产高效率光伏电池装置的方法不可纳米柱技术进入了他们的视线与典型的平板太阳能电池不同的是，一个纳米柱阵列电池的受光面积大得多计算机模拟表明，相对于平面，纳米柱半导体阵列的光敏度应该更高分离电子的能力大大增强并能够更有效地收集这些电荷的载体更重要的是纳米柱技术还可使研究人员使用更为廉价和低质的材料该技术更适于在薄铝箔上制作出可卷曲的太阳能电池板从而降低了制造成本。一旦获得成功其生产成本将可低至单晶硅太阳能板的1／10不幸的是，早期使用立柱设计方案制造光优电池板的尝试并没有取得成功，不仅光电转换效率不到两个百分点一非单晶硅太阳能电池的光电转换效率应达到12％～13％。而且所采用的制造方法也较为昂贵该方案的主要缺陷在于纳米柱的直径没有得到很好的控制，支柱的密度和对齐程度都较低，半导体接口的质量也很差不过，加州大学伯克利分校的电气工程和计算机科学教授阿里・杰威最近找到了突破口杰威和他的同事制作的纳米柱电池首次在经氧化处理的铝箔上创建出呈周期性分布的小孔这些直径200纳米的小孔就作为硫化镉晶体直立生长的模板然后他们将生长出来的大小统一的500纳米高的硫化镉嵌入碲化镉薄膜中，并对碲化镉和顶端电极饰以铜和金的薄膜这些电极通过一块玻璃板和电池相连，或者被投入聚合物溶液产生弯曲据称此种电池将光能转换为电能的效率可达6％柔软而成本低廉的太阳能电池板终于诞生了，这真是能源史上一个令人兴奋的好消息。

目前，研究人员正在探索使用可提高转换效率的材料，如透明导电的氧化铟就有可能使光电转换效率提高一倍。不过《Geek》还是希望他们最先考虑利用其他半导体材料制造纳米柱的可能性，毕竟镉终究是有毒物质，谁也不会喜欢自家的屋顶上贴着一层有镉化物的。不不，能生产再多的电也不行。