利用納米同軸電纜技術 美研製出高性能太陽能電池
http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 20:39:33 來源:科技日報
美國國家可再生能源實驗室(NREL)日(ri)前(qian)宣(xuan)布(bu),他(ta)們(men)利(li)用(yong)納(na)米(mi)同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)技(ji)術(shu),研(yan)製(zhi)出(chu)性(xing)能(neng)得(de)以(yi)大(da)幅(fu)度(du)提(ti)高(gao)的(de)高(gao)性(xing)能(neng)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)。有(you)關(guan)專(zhuan)家(jia)指(zhi)出(chu),這(zhe)是(shi)在(zai)高(gao)性(xing)能(neng)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)研(yan)製(zhi)方(fang)麵(mian)取(qu)得(de)的(de)重(zhong)大(da)進(jin)展(zhan),納米同軸電纜技術將在微電子領域得到廣泛運用,也可用於研製納米計算機。
傳統的太陽能電池工作原理很簡單:當光照射到pn結上時,產生電子一空穴對,在pn結附近生成的載流子沒有被複合而到達空間電荷區,受內建電場的吸引,電子流入n區,空穴流入p區,結果使n區儲存了過剩的電子,p區有過剩的空穴。它們在pn結附近形成與勢壘方向相反的光生電場。光生電場除了部分抵消勢壘電場的作用外,還使p區帶正電,n區帶負電,在n區和p區qu之zhi間jian的de薄bo層ceng產chan生sheng了le電dian動dong勢shi。但dan由you於yu被bei激ji發fa的de自zi由you電dian子zi和he空kong穴xue在zai同tong一yi區qu域yu,電dian子zi和he空kong穴xue經jing常chang發fa生sheng相xiang互hu抵di消xiao現xian象xiang,從cong而er導dao致zhi太tai陽yang能neng電dian池chi的de效xiao率lv很hen低di。
為了使pn結更薄,同時解決自由電子抵消問題,研究人員將兩個半導體聯合起來形成納米同軸半導體結構。這樣的納米電纜可以有兩種不同方式:一種的內芯是氮化镓(GaN),外層是磷化镓(GaP);另外一種則相反。兩種電纜的內芯直徑大約為4個納米左右。
當(dang)光(guang)子(zi)投(tou)射(she)到(dao)納(na)米(mi)電(dian)纜(lan)的(de)外(wai)層(ceng)後(hou),激(ji)發(fa)出(chu)電(dian)子(zi),並(bing)在(zai)半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)之(zhi)間(jian)發(fa)生(sheng)了(le)空(kong)穴(xue)與(yu)自(zi)由(you)電(dian)子(zi)的(de)高(gao)效(xiao)率(lv)分(fen)離(li)。同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)結(jie)構(gou)既(ji)起(qi)到(dao)了(le)電(dian)池(chi)的(de)作(zuo)用(yong),又(you)起(qi)到(dao)了(le)普(pu)通(tong)電(dian)纜(lan)的(de)作(zuo)用(yong),解(jie)決(jue)了(le)電(dian)子(zi)的(de)分(fen)離(li)問(wen)題(ti)(因為氮、镓與磷具有不同的導電性)。zuizhong,youyuyixiliefuzadeliangzixiaoying,yuneixinbandaotifashengxianghuzuoyongdewaicengbandaotikeyijieshougengkuandekejianguangfanwei,congerdadatigaoletaiyangnengdianzidexingneng。chucizhiwai,tongzhounamidianlankeyizaiweidianzijishu,tebieshiweilaidenamijisuanjizhonghuodeguangfanyingyong。