近日，美國科學(xué)家制造出了迄今最薄的有效可見(jiàn)光吸光器，這種納米結構的厚度僅為普通紙的千分之一，最新設備有望降低太陽(yáng)能電池的成本并提高其光電轉化效率。

參與該研究的斯坦福大學(xué)化學(xué)工程學(xué)教授斯泰西·本特說(shuō)：“太陽(yáng)能電池越薄，需要的材料越少，成本也就越低。我們目前面臨的挑戰是，在減少太陽(yáng)能電池厚度的同時(shí)不損失其吸收太陽(yáng)光并將之轉化為清潔能源的能力。最新設備做到了這一點(diǎn)：非常纖薄的一層材料就幾乎可將特定波長(cháng)的入射光全部吸收?！?/p>

理想的太陽(yáng)能電池應該能將可見(jiàn)光光譜上的所有光收納其中――從波長(cháng)400納米的紫色光波到波長(cháng)700納米的紅色光波以及不可見(jiàn)的紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)。在最新研究中，科學(xué)家們制造出了一些纖薄的圓片，其上布滿(mǎn)了5200億個(gè)約14納米高、17納米寬的圓形的金納米點(diǎn)。

該研究的主要作者、博士后研究員卡爾·赫格和同事使用原子層沉積過(guò)程，在圓盤(pán)上添加了一層薄膜涂層，利用這一技術(shù)，他們能整齊劃一地包裹粒子并將薄膜厚度控制到原子級，由此可以?xún)H僅通過(guò)改變納米點(diǎn)周?chē)繉拥暮穸葋?lái)調諧系統，這也是最新研究的一個(gè)亮點(diǎn)。

隨后，赫格和同事讓這些經(jīng)過(guò)調諧的金納米點(diǎn)吸收波長(cháng)為600納米的橘紅色光。赫格解釋道：“金屬粒子有一個(gè)共振頻率，可對其調諧讓其吸收特定波長(cháng)的光，我們對新系統的光學(xué)屬性進(jìn)行了調諧以便讓其吸光率達到最大?！?/p>

最終得到的結果創(chuàng )造了新紀錄。赫格說(shuō)：“這種有涂層的圓盤(pán)對橘紅色光的吸收率高達99%;金納米點(diǎn)本身對光的吸收率也高達93%。每個(gè)點(diǎn)的體積約等于1.6納米厚的一層金的體積，這就使它成為迄今最纖薄的可見(jiàn)光吸收設備，其厚度僅為目前商用薄膜太陽(yáng)能電池吸光器的千分之一?！?/p>

本特補充道，他們的下一個(gè)目標是，希望通過(guò)實(shí)驗證明這一技術(shù)能用于實(shí)際的太陽(yáng)能電池中，最終目標是使用最少量的材料來(lái)吸收最多的太陽(yáng)光，研發(fā)出性能更好的太陽(yáng)能電池和太陽(yáng)能燃料設備。

另外，他們也在考慮用其他比金便宜的金屬制造納米點(diǎn)陣列。赫格表示：“選擇金是因為其在實(shí)驗中的化學(xué)性能更加穩定。盡管金的成本實(shí)際上可以忽略，但銀也不失為一個(gè)好選擇，因為銀更便宜，而且光學(xué)表現也更好?！?/p>