技術(shù)特性：

• 美國找到提高太陽能電池效率新途徑，將轉(zhuǎn)換率提高50%
• 在構(gòu)成太陽能電池的超薄硅薄膜的正面增加了一種增透膜
• 并在背面增加了由多層反射膜和衍射光柵組合成的精細(xì)結(jié)構(gòu)

行業(yè)影響：

• 極大提高太陽能光電池效率
• 是走向?qū)嶋H高效光電池商業(yè)化生產(chǎn)的第一步
•  為新型光電池得到實際應(yīng)用做出了貢獻(xiàn)

據(jù)世界科技報道，美國麻省理工學(xué)院研究人員通過計算機模擬和實驗室測試，找到了能極大提高太陽能光電池效率的新途徑。

據(jù)悉，利用計算機模型和先進(jìn)的芯片制造技術(shù)，由物理學(xué)家和工程師共同組成的麻省理工學(xué)院研究小組，成功地在構(gòu)成太陽能電池的超薄硅薄膜的正面增加了一種增透膜，并在背面增加了由多層反射膜和衍射光柵組合成的精細(xì)結(jié)構(gòu)。此舉導(dǎo)致太陽能電池的電能輸出提高了50%。

超薄硅薄膜背面的多層反射復(fù)合結(jié)構(gòu)經(jīng)過精心設(shè)計，能夠讓照射進(jìn)薄膜的光更長時間地在薄膜內(nèi)反射，以便有充足的時間讓光能被吸收并轉(zhuǎn)換成電能。參與研究的物理系博士后比特?博麥爾表示，沒有這些反射層，光將直接反射出薄膜進(jìn)入周圍的空氣。他認(rèn)為，確保進(jìn)入硅薄膜中的光能夠具有更長的傳輸通道十分重要，在硅薄膜中傳輸距離越長意味著光能被吸收的幾率越高，被吸收的光能將促使薄膜中的自由電子形成電流。

為獲得理想的光電轉(zhuǎn)換效率，研究小組進(jìn)行了數(shù)以千計的計算機模擬實驗。他們通過改變衍射光柵的刻痕距離、硅薄膜的厚度以及硅薄膜背面反射層的數(shù)量和厚度來尋求最佳的太陽能電池設(shè)計方案。研究項目負(fù)責(zé)人、麻省理工學(xué)院材料科學(xué)和工程教授萊昂內(nèi)爾?金默靈說：“計算機模擬(結(jié)構(gòu))的性能比任何其他結(jié)構(gòu)的要好得多，當(dāng)硅薄膜為2微米厚時，光能轉(zhuǎn)換成電能的效率提高了50%。”

在獲得了理想的設(shè)計后，研究小組通過實際的測試對其進(jìn)行了確認(rèn)。金默靈表示，研究人員完善了光電池的結(jié)構(gòu)，并將其制造出來。測試確認(rèn)了計算機模擬設(shè)計的正確性，該結(jié)果已引起了工業(yè)界的興趣。

研究人員表示，至今所完成的工作僅僅是走向?qū)嶋H高效光電池商業(yè)化生產(chǎn)的第一步，今后他們還需要通過不斷的模擬和實驗測試以及更多的制造工藝和材料研究，對新型光電池進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。金默靈認(rèn)為，如果太陽能利用產(chǎn)業(yè)保持目前的需求勢頭，那么新型光電池有望在未來3年內(nèi)得到應(yīng)用。