美國橡樹嶺國家實驗室的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種納米錐太陽能電池，其通過解決電荷較低的輸送問題，從而可增加太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。
一個傳統(tǒng)太陽能電池的電荷的輸送，特別是負電子和正電洞輸送，通常會受到散裝材料以及其界面所存在的缺陷所阻止，從而降低其性能，最終導致太陽能電池較低的轉(zhuǎn)化效率。

“為了解決那些降低太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的截留問題，我們創(chuàng)建了一種納米錐太陽能電池，通過這種對太陽能電池的綜合處理后，其展示出更好地額電荷收集效率。”美國橡樹嶺國家實驗室化學科學部門的成員、這項研究的首席研究員徐軍[音]表示。

太陽能電池的結構是由氧化鋅制成的n形納米錐所構成，其可作為接觸框架以及電子導體。這些納米錐周圍是由多晶碲化鎘制成的p型半導體矩陣。這些半導體可作為主要的光子吸收材料或者正電洞導體。

通過這種太陽能電池的機構，徐先生和他的伙伴可以讓太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率增加78%。使用相同材料、具有平面結構的太陽能電池可以實現(xiàn)的1.8％的轉(zhuǎn)化效率，這種電池能增加到3.2%。

“我們發(fā)明的一個重要理念是納米錐形狀可在接觸框架附近產(chǎn)生一個較高的電場，從而能夠有效分離、收集少數(shù)載流子，最終使得具有這種結構的太陽能電池要比那些使用相同材料制成的具有平面結構的傳統(tǒng)太陽能電池具有更好的轉(zhuǎn)化效率。”徐先生表示。

這種太陽能材料除了可增加太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率之外，也有其他兩個特點。這種材料的合成所需費用較低，而且出現(xiàn)半導體材料缺陷以及空隙的風險較低，從而可促進了太陽光子轉(zhuǎn)化為電力的轉(zhuǎn)化效率。

這項研究獲得美國能源部防擴散研究和工程辦公室的支持，并且該實驗室的定向研究和開發(fā)計劃已經(jīng)接受該項目提出的建議。

然而，當談到聚光太陽能光伏電池的轉(zhuǎn)化效率，總部位于加州的Solar Junction的多結太陽能電池已經(jīng)實現(xiàn)43.5％的轉(zhuǎn)化效率，這種電池的生產(chǎn)非常復雜，而且費用也很高。 (L.J. Polintan)