橡樹嶺國家試驗室開發出三維納米圓錐太陽能電池

美國橡樹嶺國家試驗室(OakRidgeNationalLaboratory)的徐俊博士及其所率領的團隊近日提出了具有三維納米圓錐結構(3-Dnanocone-based)的太陽能電池，據稱這一結構可以將光電轉換效率提高80%。該納米圓錐結構使用n型氧化鋅制作，用以傳導電子，該圓錐結構之上還傾覆了一層p型多晶碲化鎘(polycrystallinecadmiumtelluride)以形成PN結，并用來吸收光子，傳導空穴。

為了提高電池效率，我們創造了這一納米圓錐太陽能電池結構，提出了相應的制作工藝，并證明這一結構的確可以提高電荷收集效率。橡樹嶺國家試驗室化學所的徐俊博士表示。

徐俊博士及其團隊已經使用這一結構制作出了轉化效率達到3.2%的電池，而使用同樣材料的一般平板電池效率僅為1.8%。研究人員指出，正是該結構神奇的電場分布提高了光電轉化效率，而經濟可行的納米圓錐制作工藝和減少半導體材料中缺陷的辦法也同樣緊要。該研究團隊稱，由于提高了電子輸送效率，該電池可以使用等級更低的材料制作，從而降低成本。

我們的三維結構具有神奇的內建電場分布，這一電場分布可以提高電荷傳輸效率并最終提高光電轉換效率徐俊博士說到，我們設計的核心部分在于納米圓錐尖端會出現高強電場，可以有效分離、注入并收集少數載流子，從而達到比傳統平板結構更高的轉換效率。

IEEE光伏專家會議已經接受了有關該三維納米圓錐電池的兩篇論文,EfficientChargeTransportinNanoconeTip-FilmSolarCells和NanojunctionsolarcellsbasedonpolycrystallineCdTefilmsgrownonZnOnanocones，屆時將與其他論文一起結集出版。

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