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在一項新的研究中，英國，葡萄牙和巴西的科學家團隊發(fā)現(xiàn)，在太陽能電池板上刻蝕淺層光柵線可使晶體硅(c-Si)產(chǎn)生125％的電流。

約克大學的光伏研究員克里斯汀·舒斯特(Christian Schuster)解釋說：“我們發(fā)現(xiàn)了提高薄型太陽能電池吸收效率的簡單方法。研究表明，我們的技巧實際上可以與設(shè)計更復雜的吸收增強設(shè)備相媲美，同時還可以吸收更多的平面光線，反射更少。”

團隊說，到目前為止，簡單的光柵設(shè)計僅獲得了少量的能源收益。這導致了理論上更復雜的結(jié)構(gòu)調(diào)整，更不用說各種基于太陽能的替代設(shè)計，包括反太陽能板，集光藻類和透明太陽能電池。

盡管每個發(fā)現(xiàn)都值得期待，但舒斯特的團隊說，對現(xiàn)有太陽能電池技術(shù)進行非常簡單的調(diào)整，就可以顯著提高它們吸收太陽光的能力。

研究人員沒有關(guān)注基于自然紋理或計算算法的新結(jié)構(gòu)，而是著眼于確定哪些核心因素，可為陽光的散射和衍射提供優(yōu)化圖案。

他們的目標是通過捕獲更多的陽光使太陽能電池吸收更多的能量，同時使自身反射更少。

他們的模型表明，以簡單的周期性，準隨機結(jié)構(gòu)排列的光柵線優(yōu)化了“光子域”的性能：光子結(jié)構(gòu)中的區(qū)域，其中基本衍射元件以一維方式周期性排列。


在實驗中，該團隊模擬了圖案的光子域性能，電池板由僅1微米厚的結(jié)晶硅平板制成。

結(jié)果表明，具有重復單元隨機旋轉(zhuǎn)的圖案的光柵線，比任何傳統(tǒng)太陽能電池產(chǎn)生的電流都要大，其產(chǎn)生的能量大約是沒有格柵線設(shè)計的傳統(tǒng)太陽能電池的125％。

此外，由于其固有的簡單性，該團隊表示，類似棋盤格的設(shè)計可能更易于工業(yè)生產(chǎn)，并且比其他更復雜的納米結(jié)構(gòu)太陽能電池更堅固。

研究人員承認，在工業(yè)制造過程中(取決于用于制造和封裝電池的某些材料)，成品的效果可能不如實驗室里的樣品。改變平板的蝕刻深度或尺寸會產(chǎn)生影響。但他們在此指出的設(shè)計原則可能會對太陽能電池以及相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生積極影響——如隔音板，防風板，防滑表面的設(shè)計等。 

原標題：如此簡單的設(shè)計就能將太陽能電池的效率提升25%