纳米硅柱提高太阳电池效率

在大多数太阳电池中，电池顶部的金属栅极会反射太阳光，阻止光线到达内部 的硅基半导体，因此降低了电池的效率。斯坦福大学科学家 Vijay K. Narasimhan 等开发了一种新技术，使太阳光直接漏至下面的半导体，有可能成为太阳电池设计和 制造的新范例。

研究人员在硅平板上放置 16 nm 厚的金薄膜，金薄膜上有纳米方孔阵列。光学分析显示，该金薄膜覆盖了 65%硅表面，反射了 50%的入射光。科学家推断，如果能以某种方式减少金薄膜的反射，将有更多的光线到达下面的硅半导体。研究人员的解决办法就是创建纳米硅柱。

研究人员在氢氟酸和过氧化氢溶液中沉浸硅衬底和多孔金薄膜，金薄膜迅速下沉到硅衬底，在金薄膜的纳米孔中开始长出硅纳米柱。几秒钟内，硅纳米柱可增长到 330 nm 的高度，并且使闪亮的金表面变为暗红色，使金属不再反射光。硅纳米柱作为漏斗捕捉光线并通过金属栅格的孔引导进入硅衬底。

该研究小组经过一系列的仿真和实验的优化设计。除了黄金，纳米柱结构也可 用于银、铂、镍等金属。除了硅半导体，这种新技术可以用于其它半导体材料，并且应用于光传感器、发光二极管、显示器、透明的电池以及太阳电池等器件。

相关研究工作发表在 ACS Nano （ 文 章 标 题 ： Hybrid Metal–SemiconductorNanostructure for Ultrahigh Optical Absorption and Low Electrical Resistance atOptoelectronic Interfaces）。

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资料来源：

New technology makes metal wires on solarcells nearly invisible to light

http://phys.org/news/2015-11-technology-metal-wires-solar-cells.html