太陽光中包含了多種不同波長的光,目前的太陽能電池只能利用其中很少的一部分。美國科學家利用一種新方法,造出了能吸收50%甚至更多陽光能量的太陽能電池材料。
據最新一期英國《新科學家》雜誌報道,太陽能電池使用半導體材料來吸收陽光中的光子,並將其轉換成電流。每一種半導體只能吸收特定能量範圍的光子,這個範圍稱為該材料的“能帶隙”。能帶隙越寬,電池的效率則越高。目前最好的太陽能電池使用兩種不同的半導體層來擴大其能量吸收範圍,最多可以利用陽光能量的30%。
曾有理論預測説,兩個能帶隙的組合可以使能量吸收率達到50%,但此前還沒有哪一種材料能做到這一點。美國勞倫斯-伯克利國立實驗室的科學家使用一種稱為“氮化鎵銦”的半導體,改變不同層中銦和鎵的比例,調節其能帶隙範圍,結果達到了上述吸收率。如果使用多層成分比例不同的氮化鎵銦,吸收率有可能會更高。
由於以前數據表明氮化鎵銦能帶隙很窄,有關它在太陽能電池材料方面的應用一直不受重視。此次實驗中,科學家使用非常複雜且昂貴的方法,以每次生長一個原子層的方式生産出純度極高的氮化鎵銦晶體,大大拓寬了其能帶隙。他們正尋求與美國國立可再生能源實驗室合作,試圖降低這種材料的製造成本。
新華網 2002年12月10日