福布斯—半导体纳米线为太阳能技术带来彻底变革

Sol Voltaics以及隆德大学的一群科学家相信，半导体纳米线将为未来世界带来更好的太阳能电池。采用专利Aerotaxy工艺，他们计划生产低成本的砷化镓太阳能电池。

但首先，什么是太阳能电池以及它们是怎样工作的？太阳能电池本质是从太阳或其它光源收集能量，然后将它们转化为电能。简而言之，光照射到太阳能电池上产生电子，从而形成电流流动。利用光在物体上产生电子的反应称之为光学反应，这也是为什么爱因斯坦认为光可以被称为能量量子（离散包）。这种描述纪录于其1905年的报告中，他也凭借该报告在1921年获得了诺贝尔物理学奖。

太阳能电池是展示光照时产生光电反应的半导体。半导体是一种材料，其传导性介于绝缘体和导体之间。你可以将半导体视为二极管，他们只允许电流在一个方向上流动。他们有一个p-n结，由一个p型材料和一个N型材料组成。N型材料是‘富’电子，P型材料是‘穷’电子。当这些材料相接触，介于它们之间的区域即为p-n结，没有电流存在于这个结中。该区域通常被称为耗尽区，且都为中性。由于该区域电流不能流过，电子只能从外部路径移动，和二极管极为相似。

与大多数半导体采用的平面材料不同，该科学家团队发现采用一个周期性纳米线阵列可以产生相同数量的电流，但大大减少了材料的使用。他们采用Aerotaxy系统生产砷化镓纳米线，可以提供超过27%的组件转换效率，相比目前的太阳能组件提升了50%。

该系统采用一个气溶胶发生器产生催化种子颗粒，再加上生长反应器以促进纳米线的生长。无需衬底就可获得超高生长率。该团队是首次证实拥有出色二极管特点的p-n结还可以用这种方式产生。该技术是极其诱人的，因为它成本低，可用于大量生产太阳能电池。他们的研究成果发表于最新一期的《Nano Letters》上。纳米线对于太阳能电池来说是完美材料，它们能够引导光照射到太阳能电池上而无需其它光学或机械辅助。

纳米线太阳能电池的行业化规模量产会是推动太阳能电池技术发展的方法。敬请关注最新纳米线太阳能电池的进一步发展。

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