纳米复合结构提高太阳能电池效率 电能输出提高了五倍

一种构造特殊太阳能电池的新方法可以大大提高其效率。细胞不仅由薄层组成，而且还由专门排列的纳米块组成。在马丁·路德大学哈雷·威登堡（Malle）领导的国际研究小组的一项新研究中已经证明了这一点，该研究小组发表在了科学期刊《纳米快报》（“具有三维结构的纳米复合材料及其对光伏效应的影响”）上。 

市售的太阳能电池主要由硅制成。MLU创新能力中心（ZIK）“SiLi-nano”的物理学家AkashBhatnagar博士说：“根据硅的特性，不能无限地提高硅的效率。”

因此，他的研究小组正在研究某些材料中发生的所谓的异常光伏效应。异常的光伏效应不需要pn结，否则将使电流在硅太阳能电池中流动。电流的方向在原子水平上由相应材料的不对称晶体结构确定。

这些材料通常是氧化物，具有一些关键的优势：它们更易于制造并且明显更耐用。但是，它们通常不吸收太多的阳光并且具有很高的电阻。

研究的主要作者LutzMühlenbein解释说：“为了利用这些材料及其效果，需要创新的细胞架构来增强优势并弥补劣势。”

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-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
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在他们的新研究中，物理学家介绍了一种新颖的细胞结构，即所谓的纳米复合材料。他们得到了来自BergakademieFreiberg，莱比锡的莱布尼兹表面改性研究所和印度Banaras印度大学的研究小组的支持。

在他们的实验中，研究人员将一层厚度仅为几纳米的典型材料的单层层层叠在一起，并用垂直延伸的氧化镍条将它们抵消。

Bhatnagar解释说：“这些条带充当了将阳光转化为电能时产生的电子的快速通道，这些电子将到达电子束中的电极。”

恰恰是电子必须穿过每个单独的水平层而受到阻碍的传输。

新架构实际上将电池的电能输出提高了五倍。新方法的另一个优点是非常容易实现。

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Mühlenbein说：“这种材料自行形成了所需的结构。不需要极端的外部条件就可以使其进入这种状态。”

研究人员现在提供了初步可行性研究的想法，也可以应用于除氧化镍以外的材料。现在，后续研究需要检查是否以及如何以工业规模生产此类太阳能电池。