太阳能电池的新涂层

纳米级的电线、孔隙、凹凸块以及其他纹理都能极大改善太阳能电池、显示器甚至自洁涂料的性能。现在斯坦福大学的研究人员发明了一种更简单、廉价的方法，在大的表面上增加这些特征。

纳米球涂层：使用旋转的杆子来沉淀硅纳米球的墨水悬浮液，是一个简单形成纳米纹理不平涂层的方法

在与光相互作用的设备中，纳米级的结构能带来独特的优势。例如，覆盖有纳米柱的薄膜太阳能电池的效率更高，因为纳米柱能吸收更多的光线，并将其转化为电力。其他纳米级的材质也能为光电设备如显示背光带来相似的优势。

斯坦福大学的材料科学和工程教授崔屹(YiCui)领导了这项新的研究，他说挑战在于将它扩展到大面积区域。“许多方法太复杂而且不能解决这个问题，”崔说。可以用光刻刻出精确尺寸的纳米级特征，但是它既昂贵又困难。简单的技术，例如用旋转涂层法在表面涂上纳米粒子，或者用酸蚀刻出小孔都不太精确。

崔的团队改良了一种商业上用来制造柔软包装的方法。用缠绕着电线的棒均匀地沉淀含有二氧化硅纳米球的液体涂料。经过处理的表面有特殊的纳米级结构特性。

改变纳米粒子的尺寸，使用不同直径的电线，之后采用化学处理能进一步改善表面的特性。涂层方法和在塑料、金属及其他材料上打印柔软装置的卷对卷工艺是一致的，它还能用在坚硬的表面如玻璃上。

在《纳米快报》(NanoLetters)上，崔报告他和他的团队制成了超疏水表面和概念验证的太阳能设备。为了制造太阳能电池，研究人员把金属和非晶硅沉淀到崎岖不平的表面上。结果是，与使用同等数量材料的平整表面相比，它能多吸收42%的光线。崔希望纳米级的纹理使得用很少的材料制造高效薄膜太阳能电池成为可能;过去他曾用光刻法和其他复杂的制造技术制造过这样的设备。

“这项研究展示了一种简单但有效的方法，实现在大面积区域内可控地聚集纳米球，”加州大学伯克利分校的电力工程和计算机科学教授阿里?加维(AliJavey)说，“这可能是一条通往更高效薄膜太阳能电池的道路，而不提高成本及生产工艺的复杂性。”

密歇根大学的电力工程和计算机科学教授郭凌杰(L.JayGuo)正在研发卷对卷式印刷系统，他表示该方法可以用于太阳能电池和显示器。“它利用传统的绕线涂层方法，能适用于大面积的基础层。”但是，他认为这个每秒能在不平的表面涂0.8厘米的工艺，对实际生产来说可能不够快，除非斯坦福大学的研究人员加快研究提高其速度。

目前崔正开展两方面的工作。他的团队正在调整粒子的大小以及相互之间的距离，以确定哪一种特性对太阳能电池最佳。他还在研发一种发光二极管的涂层，希望能使液晶显示器更亮。