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2025第二屆化工園區(qū)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)綠色發(fā)展論壇
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不少人可能留意到躺在居民家屋頂上的太陽能面板都是細(xì)分成一小塊的，而這些網(wǎng)格線實(shí)際上就是太陽能電池的金屬導(dǎo)體。雖然它們的存在是為了輸送電能，但過大的“占地面積”還是使得每單位的太陽能吸收/轉(zhuǎn)化效率打了折扣。不過現(xiàn)在，斯坦福大學(xué)的研究人員們已經(jīng)找到了一種讓它們給底層半導(dǎo)體進(jìn)一步讓道的方法，即采用“隱蔽式接觸”技術(shù)。
穿過金接觸層的灰色硅納米柱，該結(jié)構(gòu)可在太陽能面板上實(shí)現(xiàn)不可見/隱蔽式的金屬接觸。盡管上層金屬的接觸部分非常薄，但還是占據(jù)了太陽能面板表面10%的位置。而斯坦福研究人員所做的，就是找到一種方法來壓榨下層半導(dǎo)體與金屬接觸的空間，使得其對(duì)于入射光線來說“近乎隱形”。
為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，研究人員們?cè)诠杵戏胖昧?6納米厚度的金薄膜導(dǎo)電金屬層。盡管金層從肉眼看來幾乎是結(jié)實(shí)的一片，但它實(shí)際上布滿了整排整行的方形孔洞，并且只覆蓋了65%的硅表面，以及平均反射了50%的入射光。
在將這種硅金結(jié)構(gòu)經(jīng)過氫氟酸和過氧化氫處理之后，金層就會(huì)陷入硅襯底，而硅納米柱則會(huì)通過金層薄膜。研究團(tuán)隊(duì)將這一化學(xué)工藝稱作是“隱蔽式接觸”，閃亮的黃金會(huì)在幾秒鐘內(nèi)變成深紅色，而硅柱的高度則長(zhǎng)到了330納米。
這項(xiàng)研究報(bào)告的主要作者VijayNarasimhan將納米硅柱比作了廚房水槽中的濾鍋：納米硅柱一開始凸顯，就會(huì)將金屬網(wǎng)格附近的光以漏斗的形式匯聚到下方的硅襯底。你打開水，并不是所有水都會(huì)流入濾器的漏洞。
但如果你在每個(gè)漏洞的上方都放上小漏斗，所有的水都會(huì)流過，而這就是他們所打造的結(jié)構(gòu)要做到的——納米硅柱扮演了漏洞的角色，捕捉光并將之導(dǎo)入金屬網(wǎng)格的硅襯底。
在經(jīng)過了一系列的模擬和實(shí)驗(yàn)之后，研究團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了這一設(shè)計(jì)，使得將近2/3的表面都被金屬所覆蓋，反射的損失僅為3%。
該團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)技術(shù)同樣能夠用在其他半導(dǎo)體材料上，為光電傳感器、LED、顯示屏和透明電池?zé)艏夹g(shù)開辟出更多的潛能。
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