蜂窩納米結(jié)構(gòu)的基板包括氧化鋅陣列的納米柱，或者采用蜂窩陣列的微孔或納米孔，蝕刻進透明導(dǎo)電的氧化層，進行太陽能電池的沉積，
有一個大膽的新設(shè)計，用于薄膜太陽能電池，大大減少所需要是硅，而且可提高效率，這個新設(shè)計產(chǎn)生于行業(yè)和學(xué)術(shù)的合作，合作者是瑞士歐瑞康太陽能公司（Oerlikon Solar）與捷克共和國（Czech Republic）科學(xué)院物理研究所的光伏組。



這張掃描電子顯微鏡（SEM）照片顯示了納米結(jié)構(gòu)的氧化鋅層，瑞士奶酪設(shè)計用于非微晶疊層太陽能電池。布拉格物理研究所來源：布拉格物理研究所

有一個長期的選擇，就是低成本，高產(chǎn)量的太陽能電池板工業(yè)生產(chǎn)，采用豐富的原料，這可見于非晶硅太陽能電池（amorphous silicon solar cells）和微晶硅串聯(lián)電池（microcrystalline silicon tandem cells），又稱非微晶疊層（Micromorph），收回能源投資只需一年。

然而，這些電池有一個缺點，就是穩(wěn)定的電池板效率較低，低于目前占主導(dǎo)地位的晶體晶圓為基礎(chǔ)的硅效率，說明米蘭•萬耐?？耍∕ilan Vanecek），他負責(zé)布拉格物理研究所的光電組。

“為了使非晶硅和微晶硅電池更穩(wěn)定，它們就需要非常薄，因為有緊密的間距位于電觸點（electrical contact）之間，由此產(chǎn)生的光吸收是不夠的，”他說。“他們基本上是平面器件。非晶硅厚度有200至300納米，而微晶硅厚度超過1微米。”

這個小組的新的設(shè)計集中于光學(xué)密集電池（optically thick cells），有很強的吸光力，而電極之間的間距仍然非常緊密。他們描述了這種設(shè)計，發(fā)表在美國物理研究所的雜志《應(yīng)用物理通訊》（Applied Physics Letters）上。

“我們的新的太陽能電池三維設(shè)計依賴成熟、強大的吸光器沉積技術(shù)（absorber deposition technology），屬于等離子增強的化學(xué)氣相沉積（chemical vapor deposition），這一技術(shù)已經(jīng)用于非晶硅為基礎(chǔ)的電子器件，是為液晶顯示器生產(chǎn)的。我們只是增加了一種新的納米結(jié)構(gòu)基板，以沉積太陽能電池，”萬耐?？苏f。

這種納米結(jié)構(gòu)的基板包括一個陣列的氧化鋅（ZnO：zinc oxide）納米柱，或者也可以采用“瑞士奶酪”蜂窩陣列的微孔或納米孔，蝕刻進透明導(dǎo)電的氧化層（氧化鋅）。

“這后一種方法證明是成功的，可用于太陽能電池沉積，”萬耐?？岁U述。“潛在地說，這些效率預(yù)計范圍相當(dāng)于當(dāng)前的多晶硅太陽能電池（multicrystalline wafer solar cells），這種電池主導(dǎo)太陽能電池的工業(yè)生產(chǎn)。而顯著降低成本的是非微晶疊層電池板，它具有同樣的電池板效率，等同于多晶硅電池板（multicrystalline silicon panels），就是12%到16%，可以提高它們的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。”

下一步是進一步優(yōu)化，繼續(xù)提高效率。