第4代太陽能電池相關(guān)原理

這是一種將直徑為10～100nm的“納米粒子”混入透明介質(zhì)中，并在玻璃底板上涂布極薄的一層而成的薄膜太陽能電池。據(jù)稱，這種納米粒子受到太陽光照射時(shí)，會(huì)釋放出“熱電子（HotElectron）”并產(chǎn)生電動(dòng)勢。這種太陽能電池連波長超過2μm的紅外線都可用來發(fā)電，與現(xiàn)有硅類太陽能電池相比，可提高能量轉(zhuǎn)換性能。萊斯特大學(xué)物理與天文學(xué)系教授克里斯·賓斯表示，“只要是光滑的表面，材料可在如玻璃窗及大樓墻壁等任意地方噴涂，使其變成太陽能電池”，因此與商業(yè)電力相比，有望大幅降低發(fā)電成本。由于活性層非常薄，因此還可能實(shí)現(xiàn)保證透明性的“發(fā)電窗玻璃”。

　　EnSol公司此次未公開納米粒子的成分。不過，萊斯特大學(xué)的賓斯教授在接受《日經(jīng)電子》采訪時(shí)介紹，“納米粒子不是（稱為量子點(diǎn)的）GaAs等半導(dǎo)體粒子，而是金屬粒子，還可將其表面等離子體共振（SPR）效果用于電子釋放”。最近，利用SPR的太陽能電池的相關(guān)論文急劇增多。不過，大多數(shù)技術(shù)將SPR用于提高發(fā)電用太陽光的吸收率，或者擴(kuò)大波長寬度范圍。此次的技術(shù)與以往的不同點(diǎn)在于，納米粒子在產(chǎn)生SPR效果的同時(shí)，還可作為電荷供應(yīng)源。

　　順便一提，多數(shù)情況下，第1代太陽能電池池是指結(jié)晶硅類太陽能電池，第2代是指薄膜太陽能電池，第3代多指量子點(diǎn)型太陽能電池。之所以將此次的太陽能電池稱為“第4代”，是因?yàn)槠涠ㄎ皇橇孔狱c(diǎn)型之后的下一代太陽能電池。

　　EnSol公司與萊斯特大學(xué)的分工為，萊斯特大學(xué)負(fù)責(zé)開發(fā)并供應(yīng)納米粒子，EnSol則利用納米粒子制造電池單元。盡管目前只能在真空裝置中制造層疊各種材料的小單元，但在不久的將來，該公司將導(dǎo)入采用玻璃底板制造4cm見方的稍大單元的裝置。EnSol表示，“當(dāng)前的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)20％以上的轉(zhuǎn)換效率”。