半导体纳米晶体构成的太阳能电池最高输出效率可达44%

本报讯 荷兰戴夫特理工大学和物质基础研究基金会研究人员发现，非常小的特定半导体晶体会产生电子的“雪崩效应”。这种物理效应为生产廉价的、高输出功率的太阳能电池铺平了道路。该发现发表在近期出版的《纳米通讯》期刊上。

　　太阳能电池为未来大规模发电提供了巨大商机，但目前大部分太阳能电池的输出功率相对较低，典型的输出效率在15%%左右，而且制造成本不菲。

　　这一发现或许将衍生出使用半导体纳米晶体（晶体尺寸在纳米范围内）制造的新型太阳能电池。在传统的太阳能电池中，1个光子只能精确地释出1个电子，而某些半导体纳米晶体中，1个光子可释出2个或3个电子，这就是所谓的“雪崩效应”。这些释出的自由电子能够确保太阳能电池运作并提供电力。释出的电子越多，太阳能电池的输出功率也越大。这在理论上导致由半导体纳米晶体正确组成的太阳能电池的最大输出能源效率将能达到44%%，并且有助于减少生产成本。

　　美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员于2004年首次测量了“雪崩效应”。自那时起，科学界一直怀疑这些测量法的价值以及“雪崩效应”的真实性。现在，戴夫特理工大学劳伦斯•希波里斯教授证明了“雪崩效应”确实发生在硒化铅纳米晶体中。虽然研究表明此材料的“雪崩效应”比之前所假设的要小，但得益于利用超快激光法进行更谨慎、更详细的测量，希波里斯得出的结果比其他科学家要更可靠。