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碳納米管讓太陽能電池更便宜

2011-09-28 11:58

　　（譯/Laven）來自美國西北大學(xué)的研究人員研發(fā)出了一種能改革太陽能電池生產(chǎn)方法的碳材料。這種新的太陽能電池材料是由碳納米管組成的透明導(dǎo)體，這為太陽能電池生產(chǎn)提供了另一種途徑。當(dāng)前的太陽能電池技術(shù)依賴于一種相對較稀有的元素。

　　地球上碳元素含量豐富，碳納米管有望促進(jìn)太陽能的長遠(yuǎn)發(fā)展，提供一種成本效益更高的太陽能電池制造方法。另外，這種材料擁有良好的柔韌性，使得制成的太陽能電池可以集成到織物和衣服中，為個(gè)人電子產(chǎn)品和軍事行動(dòng)等提供便攜式的供電。

　　這項(xiàng)研究成果被刊登在Advanced Energy Materials 雜志2011年10月期。

　　太陽能電池是由多層結(jié)構(gòu)組成，包括一個(gè)透明導(dǎo)體層，太陽光通過透明導(dǎo)體層進(jìn)入電池，而電能通過這里傳出，因此這個(gè)導(dǎo)體必須是導(dǎo)電且透光的。同時(shí)具備這兩種特性的材料很少。

　　目前，銦錫氧化物是透明導(dǎo)體中應(yīng)用最多的材料，但這種材料有兩個(gè)缺點(diǎn)：易碎，且依賴于相對較稀有的元素銦。因此，對太陽能電池日益增長的需求將會極大地推高銦的價(jià)格。

　　隨著太陽能技術(shù)的普及，銦的供應(yīng)將可能出現(xiàn)不足。因此人們很希望有一種地球上含量豐富的元素，比如碳，能取代銦在太陽能技術(shù)中的位置。

　　該研究團(tuán)隊(duì)利用單壁碳納米管研制出了可以替代銦錫氧化物的材料，并進(jìn)一步確定了效率最高的碳納米管的類型：金屬型碳納米管和半導(dǎo)體型碳納米管。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這兩種碳納米管作為透明導(dǎo)體使用在有機(jī)太陽能電池中時(shí)，金屬型碳納米管的效率是半導(dǎo)體型碳納米管的50倍。

碳納米管太陽能電池生產(chǎn)工藝