據物(wù)理學家組織網3月24日報道(dào),一個來自丹麥和瑞士的聯合研究團(tuán)隊已經證明,單根(gēn)納米(mǐ)線可聚集(jí)的太陽光強度能達到普通光照強度的15倍,這(zhè)一令人驚訝的研究成果在開發以納米(mǐ)線為基礎的新型高效太陽能電池方麵潛力巨(jù)大,有可能使太陽能轉換極限得以提高。相關論文(wén)發表在《自然?光子學》雜誌上。
納米(mǐ)線的結構為圓(yuán)柱狀(zhuàng),直徑約為人類發絲的萬分之一。納米線具有獨特的物理光吸收性能,有預測認為,其在(zài)太陽能電池以及未來的量子計算機和其他電子產品的開發方麵具有廣闊的前景。近年來,丹麥哥本哈根大學尼爾斯?波爾研究(jiū)所納米科學中心和瑞士洛桑聯邦理工學院的科學家一直在探索如何開發納米線晶體並改(gǎi)善其質量。
他(tā)們的研究發現,納米線能夠將太(tài)陽光自然聚(jù)集到晶體中一個非常小的區域,聚(jù)光能力是普通(tōng)光照強度的15倍(bèi)。由於納米線(xiàn)晶體的直徑(jìng)小於(yú)入射太陽光的波長(zhǎng),可以引起(qǐ)納米線晶(jīng)體內部以及周圍光強的共振。該研(yán)究的參與者、剛剛獲得尼爾斯?波爾研究所博士學位的彼得?克(kè)洛格斯特拉普解釋說,通過共振散發出的光子更加集中(太陽能(néng)的轉換正是在散發光子的過程中實現的),這有助於提高太(tài)陽能的轉換效率,從而使得基於(yú)納米線的太陽能電池技術得到真正的提升。
典型的太陽能轉換效率極限,也就是所謂的肖克利(lì)?奎伊(yī)瑟效(xiào)率極限(Shockley-Queisser Limit),多年來一直是太陽能(néng)電池效率(lǜ)的瓶頸,但現在看來(lái),這項新研究很(hěn)有可能使這一轉換效率極限提高幾(jǐ)個百分點。
對研究人(rén)員而言,能夠突破理論極限無疑是令人興奮的。幾個百分點聽上去雖然不多,但卻會對太陽能電池的發(fā)展、基於納米線的(de)太陽能的利用以及全球的能(néng)源開發(fā)等產生重大影響。不過,克洛格(gé)斯特拉普表示(shì),納米線構成的太陽能電池投入產業化還需要等幾年時間。
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