宽波段柔性吸光材料问世
可提高太阳能电池效率3倍以上并具隐身性能
2017年02月08日 来源：科技日报
美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员在近期的美国《国家科学院院刊》上发表论文称，他们利用纳米技术，开发出一种轻薄透明的柔性吸光材料，可将太阳能电池的效率提高3倍以上，并具有隐身性能。
该材料可称是近乎完美的宽波段吸收材料，可吸收87%以上的近红外光（1200至2200纳米波长），对其中1550纳米波长的光的吸收率达98%，且能够从各个角度吸收光。理论上，也可以只吸收特定波长的光而允许其他波长的光通过。
新的吸光材料主要是基于表面等离子体共振的光学现象。研究人员采用了氧化锌半导体，其可通过与金属掺杂改性。掺杂了铝的氧化锌含有大量的自由电子，足以使等离子共振吸收红外线。
他们用先进的纳米加工技术，以精确的方式对材料进行组合与构成。在硅衬底上，每次沉积一个原子层，以构建立式纳米管阵列。再将纳米管阵列从硅衬底转移到薄而有弹性的聚合物上，就可制造出这种新材料。
实验证明，通过改变不同的参数，如管与管之间的间距、材料的比例、材料的类型以及电子载体浓度，便可调整材料的吸收波段。
研究人员表示，该设计以纳米粒子为基础，具有一些令人振奋的特性，如可将其转移到到任何类型的基板上，用于大窗户的宽波段吸收等。纳米材料通常只在厘米尺度上进行制造，新研究在大面积制造上迈出了一大步。由于这种新的吸光材料是宽波段吸收材料，可选择性吸收光，也可对其吸收波段进行调节，因此可广泛应用于隐身技术，如为军事设备或人员提供各种伪装等。而新吸光材料的全波段全角度特性，也可用于大幅提高太阳能电池的效率。
研究人员表示，该技术目前仍处于研发阶段，他们将探索使用不同材料，不同几何图形，开发不同波长的光吸收材料，以提供更为广泛的应用。（记者何屹）
