鍍膜可使太陽電池更薄更有效率
- 上線日期：2008/7/31 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網http://nano.nchc.org.tw/
德國科學家模擬出一種光捕獲(light-trapping)的鍍膜設計，可以讓太陽電池變得更薄更有效率。這種由耶拿大學(University of Jena)研究出的鍍膜設計，可以應用到各種尺寸的太陽能面板上，以大幅提升光捕獲量，可望使光伏元件(photovoltaics)變得更薄更有效率。
耶大的Stephan Fahr表示，他們的鍍膜可使矽晶太陽電池的效率由28.7%提升到32.8%，而且不需要改變太陽電池的設計，只要將濾光片加在原先的電池上即可。在相同的效率下，能夠增加光的吸收，意謂新的太陽電池可以製作得更薄。
當光入射到典型的太陽電池後，會在粗糙化的表面與空氣界面發生折射，折射光經元件底面反射後，或由元件上表面射出，或因全反射(total internal reflection)而被困在吸收層(absorber)內。該小組設計的鍍膜目的是要加強全反射，提高光子滯留在吸收層中的機率。
Fahr表示，此鍍膜藉由改變光在太陽電池中行進的路徑來提升吸收率。在不影響太陽電池短波長轉換效能的情況下，鍍膜發揮角度與波長選擇的作用，增加長波長光線在元件中的平均路徑長度與吸收效率。該小組的作法是找出太陽電池在完全穿透率與完全反射率之間的閥值波長，而確切的波長取決於吸收層厚度、吸收係數及直射陽光與天空散射光的頻譜。對一個厚10 μm的單晶矽太陽電池而言，閥值波長約為870 nm，亦即波長大於870 nm的光，在入射角大於2.5°時都會被濾光片反射掉。
上述結果雖只是理論預測，但該團隊計畫在近期內透過實驗加以驗證。Fahr表示，他們希望能將這種濾光膜應用到其合作夥伴提供的各種太陽電池上，同時將此概念推廣至堆疊型(tandem)太陽電池。詳見Optics Express 16 9332 (2008)。
原始網站: http://optics.org/cws/article/research/34959
譯者:謝德霖(逢甲大學光電學系)
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