太阳能电池的一项新进展，在表面覆盖微小的锥形结构，可以消除制造缺陷，将效率提高高达 80%。
能源部橡树岭国家实验室的研究员徐军说，在传统太阳能电池板中，超过 50% 的阳光产生的电荷由于缺陷而损失。太阳能电池晶体结构形成的不规则性会捕获电子，并限制阳光向电能的转化。
这就是为什么徐军和他的团队正在研究纳米锥（长度为百万分之一米的锥形结构）如何消除缺陷负担的原因。
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负极性纳米锥由氧化锌制成，周围环绕着吸收阳光的正极性碲化镉半导体。三维锥形结构充当氧化锌和碲化镉之间的连接点，使太阳能电荷更顺畅地转化为电能。
徐军说，这个想法不是“修复”缺陷，而是让它们变得无关紧要。借助纳米锥结构，该团队能够增加整体电荷，从而克服缺陷的弊端。
他说：“如果[制造商]制造了一个无法解决的缺陷，我们会让这个缺陷变得不那么重要。你需要提高效率……你需要能够提高传输的变化。使用纳米锥结构，你可以做到这一点。”
在小规模层面上，效率的提高相对较小——使用纳米锥的电池板的效率提高到 3.2%，而没有纳米锥的电池板的效率为 1.8%。但徐军认为，这将会在更大规模上有所回报。
他说：“我们的效率在发电方面处于中等水平，但两个平台之间的差异是巨大的，”他指的是有纳米锥和没有纳米锥的模型。在现实世界中，即使是小得多的百分比增长，对于太阳能来说也将是一项重要的成就。
他说：“如果我们能够减少有缺陷的材料，并且能够将效率提高约 15% 或 10%，那将是一个巨大的成功。”
徐军还说，氧化锌和碲化镉是制造纳米锥的相对便宜的材料，如果应用于硅（太阳能电池板最常用的材料），则有可能降低商业太阳能电池板的成本。
该研究将发表在电气和电子工程师协会的《IEEE 会刊》上。
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