瑞典和德國研究人員最近利用磷化銦(indium phosiphide, InP)奈米線(nanowire)，製造出高效率太陽電池。此實驗中的太陽電池轉換效率高達13.8%，而奈米線僅覆蓋太陽電池12%的表面積。對於能量超過磷化銦能隙的入射陽光，也有高達71%可被轉換形成光電流。
此奈米線太陽電池是由隆德(Lund)大學、太陽能研究機構Fraunhofer ISE、卡塞爾(Kassel)大學與太陽能公司Solvoltaics AB所共同研發。相較於以傳統三五族半導體為主的太陽電池，奈米線製成的太陽電池具有可撓且價格低廉的優點。由於奈米線存在電漿子共振模式，可與電磁輻射產生強烈耦合，因此具有良好的光吸收並能作為天線採集更多光線。隆德大學的Magnus Borgström指出，基於奈米線優異的光吸收特性，即使奈米線僅覆蓋元件表面的一小部份，裝置依舊展現良好吸光效率。
該研究團隊以金屬微粒為觸媒，利用氣-固成長法(vapour solid growth technique)製作他們的磷化銦奈米線，金屬微粒在生長過程中會在浮在奈米線頂端。磷化銦具有1.34 eV的直接能隙，因此能吸收大範圍的太陽光能譜。Borgström表示，他們最大的挑戰在於成長具有正確摻雜分佈的奈米線，並且避免寄生徑向過度成長(parasitic radial overgrowth)的發生(磷化銦的成長常伴隨此現象，嚴重者會導致元件短路)，同時還要將元件面積做大以符合太陽電池應用。
可用的奈米線需具備一致性，即直徑與長度皆須控制在一定範圍內。該團隊自從四年前製作出第一個能運作的磷化銦p-n接面，製程中採用鹽酸能有效抑制奈米線的寄生徑向過度成長。該團隊表示未來太陽電池的應用著重在多接面科技以及奈米線的使用，他們並期許能以較少的奈米線材料打破磷化銦太陽電池的效率記錄──目前為22%。詳見Science｜DOI: 10.1126/science.1230969。
原始網站:http://nano.nchc.org.tw/
譯者:莫偉呈(茂迪太陽能)
責任編輯:蔡雅芝