“隐蔽式接触”大幅提升光伏效率

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许多人可能会注意到，居民家中屋顶上的太阳能电池板被细分成小块，这些网格线实际上是太阳能电池的金属导体。尽管它们的存在是为了输送电能，但过多的“占地面积”仍然会降低单位面积的太阳能吸收/转换效率。但是现在，斯坦福大学的研究人员已经找到了一种方法让位于底层半导体，也就是“隐形接触”技术。

通过金接触层的灰硅纳米柱，该结构可以在太阳能电池板上实现隐形/隐形金属接触。虽然上层金属的接触部分很薄，但它仍然占据太阳能电池板表面的10%。斯坦福大学的研究人员所做的是找到一种方法来挤压底层半导体和金属之间的空间，使其对入射光“几乎不可见”。

为了实现这一点，研究人员在硅片上放置了一层16纳米厚的金薄膜导电金属层。虽然金层在肉眼看来几乎是一个固体，但它实际上布满了整排的方孔，只覆盖了硅表面的65%，平均反射50%的入射光。

在硅-金结构用氢氟酸和过氧化氢处理后，金层将沉入硅衬底中，而硅纳米柱将穿过金层薄膜。研究小组称这一化学过程为“隐形接触”，即当硅柱的高度增加到330纳米时，闪亮的黄金在几秒钟内变成深红色。

该研究报告的主要作者维贾伊·纳拉辛汉(Vijay Narasimhan)将纳米硅柱比作厨房水槽中的过滤罐:当纳米硅柱在开始时被高亮显示时，金属网格附近的光线将以漏斗的形式汇聚到下方的硅衬底上。当你打开水龙头时，并不是所有的水都会流入过滤器的漏洞。

但是如果你在每个孔的顶部放一个小漏斗，所有的水都会流过，这就是他们创造的结构——纳米硅柱起到孔的作用，捕捉光线并将其导入金属网格的硅衬底。

经过一系列的模拟和实验，研究小组优化了设计，使近2/3的表面被金属覆盖，反射损失仅为3%。

该团队表示，该技术还可以应用于其他半导体材料，为光电传感器、发光二极管、显示屏和透明电池灯技术开辟了更多的潜力。(按龚晓利排序)

中国科学新闻(2015-12-01第六版能源)