納米顆粒光俘獲層對(duì)薄膜太陽能電池的優(yōu)化

隨著能源需求和環(huán)境問題的不斷增加，太陽能成為可再生能源中最受關(guān)注的來源之一。人們對(duì)包括晶圓、薄膜和有機(jī)光電等多種太陽能電池技術(shù)進(jìn)行了研究，以實(shí)現(xiàn)低成本和高效率。基于晶圓技術(shù)的硅太陽能電池作為最有效的太陽能電池，占世界太陽能光伏市場的90％。然而，與傳統(tǒng)的基于硅片技術(shù)的太陽能設(shè)備相比，薄膜太陽能電池減少了活性材料的使用，更具成本效益，因此是更好的選擇。

薄膜太陽能電池的材料
 

薄膜太陽能電池可以通過在玻璃、塑料或金屬的基板上沉積一個(gè)或多個(gè)薄層或光電材料薄膜來制造。最常用的光伏材料是非晶硅（a-Si），碲化鎘（CdTe）和銅銦鎵二硒化物（CIGS）。其中，非晶硅在如鐘表和計(jì)算器等商業(yè)應(yīng)用中較為常見。非晶硅不像碲化鎘那樣有毒性，但碲化鎘的其他技術(shù)在能量轉(zhuǎn)換效率方面比非晶硅更高。

提高薄膜太陽能電池的效率

基于晶片技術(shù)的硅太陽能電池通常通過圖案化活性材料即硅以增加光俘獲來提升效率。然而，對(duì)于活性材料層相對(duì)較薄的薄膜太陽能電池，通過圖案化或刻蝕對(duì)吸收層進(jìn)行的任何物理改性，都會(huì)導(dǎo)致材料質(zhì)量下降而降低效率。因此，急需開發(fā)一種不影響電子性能的加工薄膜太陽能電池紋理的工藝。

具有相對(duì)均勻直徑的六邊形填充納米球，可以提供最佳的幾何形狀，可通過光子晶體共振提高電池的效率。這種方法所面臨的主要挑戰(zhàn)是如何沉積一個(gè)大而密集的球體單層。

納米顆粒制備薄膜的沉積方法

使用納米顆粒（NPs）制備薄膜鍍層材料日益受到了人們的重視，并且被廣泛應(yīng)用到如顯示器、傳感器、醫(yī)療器械、儲(chǔ)能和能量收集材料等各種現(xiàn)代產(chǎn)品和研究領(lǐng)域。納米粒子的合成方法已經(jīng)廣為人知，但為了能夠在上述應(yīng)用中使用它們，需要將納米顆粒從溶液相轉(zhuǎn)移到基材表面。為此，需要一種可控的沉積方法。

附件白皮書回顧了在氣-液界面處形成納米顆粒單層膜的方法以及使用Langmuir-Blodgett和Langmuir-Schaefer方法制備薄膜后，將其轉(zhuǎn)移到固體基底上的方法。如果您對(duì)如何沉積單層納米球感興趣，請(qǐng)下載附件的白皮書。