本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
好吧，它们实际上不是乐高®，但是如果你用显微镜观察其中一块太阳能电池板，你会看到熟悉的凸粒图案。太阳能电池板的一个问题是，照射到太阳能电池板的大部分光能都没有被吸收。
但是，通过在太阳能电池板中捕获光线，研究人员发现他们可以将面板的整体效率提高多达 22%。这些结果发表在Scientific Reports 杂志的十月刊上，研究人员来自伦敦帝国学院、比利时、中国和日本。
伦敦帝国学院物理系的尼古拉斯·海尔顿博士说：“近年来，商用太阳能电池板的效率和成本都有所提高，但与化石燃料相比仍然昂贵。由于仅吸收材料就可能占太阳能电池板成本的一半，我们的目标是尽量减少所需的材料量。”
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“我们的技术与现代抗反射涂层相结合的成功，将使我们在实现以有竞争力的价格提供的超高效薄膜太阳能电池的道路上迈进一大步。”
海尔顿博士和他的同事们将一排排直径仅 100 纳米的铝制圆柱体连接到太阳能电池板的顶部——使其具有类似乐高®的外观——它们在那里与通过的光相互作用，导致单个光线改变方向。当光线被捕获在太阳能电池板内部并在其吸收层中传播更远的距离时，会从光中提取更多的能量。
为了制造“积木”，在半导体基底之上添加了几层砷化镓（一种半导体）和二氧化硅（一种保护层）。然后将铝沉积在堆叠顶部，并使用电子束光刻技术将其图案化成凸粒。之前的尝试使用了银和金凸粒，因为这些材料与光有很强的相互作用，但研究人员发现，它们与光相互作用得太好，会在光进入太阳能电池板之前将其吸收。
“理解这些新结果的关键在于这些金属的内部结构与光相互作用的方式。金和银都对通过的光线有很强的影响，光线可以穿透到微小的凸粒中并被吸收，而铝具有不同的相互作用，只是在光线经过它们进入太阳能电池时弯曲和散射光线。”
铝比银和金更便宜且储量更丰富，这也很有帮助。