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作者:任霄鹏 来源:科学网 www.sciencetimes.com.cn 发布时间:2008-5-27 13:51:4
《纳米快报》:科学家证实太阳能电池“雪崩效应”

图片说明:雪崩效应图示。
(图片来源:TU Delft)
 
荷兰科学家的一项最新研究,为纳米半导体晶体中的电子“雪崩效应”(avalanche effect)找到了确凿的证据。该结果有望为开发经济高效的太阳能电池铺平道路。相关论文发表在《纳米快报》(Nano Letters)上。
 
太阳能电池承载着未来大规模电力生产的希望。然而,目前的太阳能电池受到多方面限制,比如相对较低的产电效率(一般为15%左右)和较高的制造成本。一种可能的改进就是,利用半导体纳米晶体(semiconducting nanocrystals)来制造新型太阳能电池。在传统太阳能电池中,一个光子只能精确释放出一个电子,这些自由电子保证了电池的正常产电工作。释放的电子越多,太阳能电池的效率就越高。
 
然而,在一些半导体纳米晶体材料中,一个光子可以释放出两到三个电子,这也就是所谓的“雪崩效应”。在这种情况下,太阳能电池理论上的最大效率可以达到44%。此外,它们的造价也会更便宜。
 
实际上,在2004年,美国Los Alamos国家实验室的研究人员就首次测量了雪崩效应。不过从那时开始,科学界就对雪崩效应是否存在、以及这些测量的价值提出了怀疑。
 
领导最新研究的是荷兰代夫特理工大学(Technische Universiteit Delft)和物质基础研究基金会(FROM)的Laurens Siebbeles教授。他和同事证实,硒化铅(PbSe)纳米晶体中确实会发生雪崩效应。不过,这种效应并没有之前猜想的那么大。由于研究人员利用超快激光方法进行了更加认真细致的测定,因此新的研究结果或许更为可信。
 
Siebbeles相信,这项研究会为进一步揭示雪崩效应的奥秘铺平道路。(科学网 任霄鹏/编译)
 
(《纳米快报》(Nano Letters),10.1021/nl0807225,M. Tuan Trinh, Laurens D. A. Siebbeles)
 
 
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