w****v
发帖数: 2756 | 1 加州理工学院近日研发出了一种新的太阳能电池，其基本原理是将细长的硅线阵列嵌入
聚合物基板中。除了纤薄可弯曲外，它对太阳光的吸收和光电转换效率 方面都取得了
极大地突破。此外，和传统太阳能电池所需要的昂贵的半导体材料量相比，这种新型太
阳能电池仅需要一小部分。
应用物理学及材料学教授Harry Atwater和Howard Hughes表示：“这些太阳能电池首次
突破了传统的吸光材料的光捕获极限。”新型太阳能电池所采用的硅线阵列对单一波长
的入射光的吸收率高达96%，对 全波长阳光的捕获率可达85%。
光电转换率最高可达100% 新型可卷曲太阳能电池研发成功
Atwater指出：“许多材料对光线的捕获能力很好，但是却无法转换成电能，比如黑涂
料。对于太阳能电池来说，吸收的光子能否转换为电荷载子（charge carrier）也非常
重要。”而他们研发的硅线阵列太阳能电池则可以将所吸收光子的90%至100%转换为电
子。从技术上讲，这种阵列拥有几近完美的内部量子效率（internal quantum
efficiency）。
Atwater总结说：“对光的高吸收率和较好的转换能力成就了这种 |
w********o
发帖数: 10088 | 2 由于硅是传统太阳能电池中一种很昂贵的成分
硅很贵么？ |
F**D
发帖数: 6472 | 3 \十有八九是翻译的问题
【在 w********o 的大作中提到】
: 由于硅是传统太阳能电池中一种很昂贵的成分
: 硅很贵么？
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t****e
发帖数: 329 | 4 对太阳能电池板来说 单质硅太贵了
现在大约投资10-20万人民币才能够一家人的日常用电
其中大部分成本来自于硅
硅需要很厚才能有足够好的光吸收
【在 w********o 的大作中提到】
: 由于硅是传统太阳能电池中一种很昂贵的成分
: 硅很贵么？
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w********o
发帖数: 10088 | 5 不是说多晶硅现在很便宜么
【在 t****e 的大作中提到】
: 对太阳能电池板来说 单质硅太贵了
: 现在大约投资10-20万人民币才能够一家人的日常用电
: 其中大部分成本来自于硅
: 硅需要很厚才能有足够好的光吸收
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a*******i
发帖数: 11664 | 6 yes, roughly 30% of solar cell cost comes from materials
不过这篇文章的卖点根本不是这个。省的那点硅根本比不上naowire/micronwire的造价。况且Si是地球极其富裕的元素。
这篇文章强调的是1) wire array降低surface reflection,提高light trapping，2)增加了junction area，可以有效提高
carrier collection.就是说吸收的光子产生的电子空穴对能在他们recombine 之前被junction吸收。这个对a-Si等
minority carrier diffusion length小的材料很有用。
至于什么100% 吸收之类的，就是记者无聊的吸引眼球的。single crystal Si的internal quantum efficiency本来就很高的
了。
这个Si wire solar cell 被炒的很热，yang peidong他们也在claim是他们先做出来的:
http://www.sciencedaily.com/releases/20
【在 w********o 的大作中提到】
: 由于硅是传统太阳能电池中一种很昂贵的成分
: 硅很贵么？
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h*********6
发帖数: 2469 | 7 懂行的给说说这个micro wire造价怎么样，商业化前景又如何？只知道做LED的有一家叫
Luminus的公司，在LED的substrate上长光晶体来提高photon extraction efficiency.
价。况且Si是地球极其富裕的元素。
增加了junction area，可以有效提高
被junction吸收。这个对a-Si等
internal quantum efficiency本来就很高的
的:
【在 a*******i 的大作中提到】
: yes, roughly 30% of solar cell cost comes from materials
: 不过这篇文章的卖点根本不是这个。省的那点硅根本比不上naowire/micronwire的造价。况且Si是地球极其富裕的元素。
: 这篇文章强调的是1) wire array降低surface reflection,提高light trapping，2)增加了junction area，可以有效提高
: carrier collection.就是说吸收的光子产生的电子空穴对能在他们recombine 之前被junction吸收。这个对a-Si等
: minority carrier diffusion length小的材料很有用。
: 至于什么100% 吸收之类的，就是记者无聊的吸引眼球的。single crystal Si的internal quantum efficiency本来就很高的
: 了。
: 这个Si wire solar cell 被炒的很热，yang peidong他们也在claim是他们先做出来的:
: http://www.sciencedaily.com/releases/20
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a*******i
发帖数: 11664 | 8 他先用lithography pattern Si substrate，然后用VLS长。反正不便宜，现在看是绝
对得不偿失的。而且eff 又不高，也没
啥做产品的希望。不过这个idea如果用在别的材料上或许会有发展。
LED是在surface上长photonic crystal来提高light extraction吧？
家叫
efficiency.
【在 h*********6 的大作中提到】
: 懂行的给说说这个micro wire造价怎么样，商业化前景又如何？只知道做LED的有一家叫
: Luminus的公司，在LED的substrate上长光晶体来提高photon extraction efficiency.
:
: 价。况且Si是地球极其富裕的元素。
: 增加了junction area，可以有效提高
: 被junction吸收。这个对a-Si等
: internal quantum efficiency本来就很高的
: 的:
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h*********6
发帖数: 2469 | 9 是
【在 a*******i 的大作中提到】
: 他先用lithography pattern Si substrate，然后用VLS长。反正不便宜，现在看是绝
: 对得不偿失的。而且eff 又不高，也没
: 啥做产品的希望。不过这个idea如果用在别的材料上或许会有发展。
: LED是在surface上长photonic crystal来提高light extraction吧？
:
: 家叫
: efficiency.
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w********o
发帖数: 10088 | 10 我一直没搞明白大家说nanowire因为表面积大，所以trap光子多。这个scale的时候，
所除的面积是哪个面积？是整个nanowire所在区域的面积，还是单单把nanowire截面积
相加，中间空隙之处不算？
价。况且Si是地球极其富裕的元素。
增加了junction area，可以有效提高
被junction吸收。这个对a-Si等
internal quantum efficiency本来就很高的
的:
【在 a*******i 的大作中提到】
: yes, roughly 30% of solar cell cost comes from materials
: 不过这篇文章的卖点根本不是这个。省的那点硅根本比不上naowire/micronwire的造价。况且Si是地球极其富裕的元素。
: 这篇文章强调的是1) wire array降低surface reflection,提高light trapping，2)增加了junction area，可以有效提高
: carrier collection.就是说吸收的光子产生的电子空穴对能在他们recombine 之前被junction吸收。这个对a-Si等
: minority carrier diffusion length小的材料很有用。
: 至于什么100% 吸收之类的，就是记者无聊的吸引眼球的。single crystal Si的internal quantum efficiency本来就很高的
: 了。
: 这个Si wire solar cell 被炒的很热，yang peidong他们也在claim是他们先做出来的:
: http://www.sciencedaily.com/releases/20
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a*******i
发帖数: 11664 | 11 不是表面积，是junction area。说白了，传统的solar cell，入射光垂直于p-n
junction平面，wire array solar cell关键
是要做成radial p-n junction。就是说光照面积还是一样的，只是提高p-n junction
area提高carrier collection.
【在 w********o 的大作中提到】
: 我一直没搞明白大家说nanowire因为表面积大，所以trap光子多。这个scale的时候，
: 所除的面积是哪个面积？是整个nanowire所在区域的面积，还是单单把nanowire截面积
: 相加，中间空隙之处不算？
:
: 价。况且Si是地球极其富裕的元素。
: 增加了junction area，可以有效提高
: 被junction吸收。这个对a-Si等
: internal quantum efficiency本来就很高的
: 的:
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D***s
发帖数: 120 | 12 carrier collection 效率提高的主要原因不是junction area增大，而是光生少子的
travel path length变短了吧。其实junction area变大反倒有个drawback, 就是open-
circuits voltage的loss。 |
a*******i
发帖数: 11664 | 13 yes, you are right
open-
【在 D***s 的大作中提到】
: carrier collection 效率提高的主要原因不是junction area增大，而是光生少子的
: travel path length变短了吧。其实junction area变大反倒有个drawback, 就是open-
: circuits voltage的loss。
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a*****e
发帖数: 4577 | 14 如果只需要minority carrier diffussion length 变短
为什么要用nanowire?
那就用有花纹的薄膜不也一样？
open-
【在 D***s 的大作中提到】
: carrier collection 效率提高的主要原因不是junction area增大，而是光生少子的
: travel path length变短了吧。其实junction area变大反倒有个drawback, 就是open-
: circuits voltage的loss。
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D***s
发帖数: 120 | 15 因为要帮广大烧炉子辛苦长纳米线的民工们挖个大坑灌水，呵呵。
还有，不是要让minority carrier diffusion length变短，diffusion length肯定越
大越好啊,它是个材料参数，表明少子在复合之前能跑多远，跟少子寿命差不多一回事。
【在 a*****e 的大作中提到】
: 如果只需要minority carrier diffussion length 变短
: 为什么要用nanowire?
: 那就用有花纹的薄膜不也一样？
:
: open-
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a*****e
发帖数: 4577 | 16 搞错了
是carrier collection length shorter than minority carrier diffusion length
这个坑我觉得技术含量不算太大，虽然俺也准备至少灌一篇
我比较同意前面一位的观点
关键问题是用纳米线只是junction变大，其实不影响carrier collection length ，只
是为了这个的话，用texture的薄膜其实完全一样
那么nanowire/microwire的优势又在什么地方？
我不做solarcell所以也不是太懂，如果有牛人不妨给讲解一下
事。
【在 D***s 的大作中提到】
: 因为要帮广大烧炉子辛苦长纳米线的民工们挖个大坑灌水，呵呵。
: 还有，不是要让minority carrier diffusion length变短，diffusion length肯定越
: 大越好啊,它是个材料参数，表明少子在复合之前能跑多远，跟少子寿命差不多一回事。
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a*****e
发帖数: 4577 | 17 这两篇文章都不是最先做出来的吧
最早搞出来的是GE的一个哥们
发在APL上了
http://apl.aip.org/applab/v91/i23/p233117_s1
价。况且Si是地球极其富裕的元素。
增加了junction area，可以有效提高
被junction吸收。这个对a-Si等
internal quantum efficiency本来就很高的
的:
【在 a*******i 的大作中提到】
: yes, roughly 30% of solar cell cost comes from materials
: 不过这篇文章的卖点根本不是这个。省的那点硅根本比不上naowire/micronwire的造价。况且Si是地球极其富裕的元素。
: 这篇文章强调的是1) wire array降低surface reflection,提高light trapping，2)增加了junction area，可以有效提高
: carrier collection.就是说吸收的光子产生的电子空穴对能在他们recombine 之前被junction吸收。这个对a-Si等
: minority carrier diffusion length小的材料很有用。
: 至于什么100% 吸收之类的，就是记者无聊的吸引眼球的。single crystal Si的internal quantum efficiency本来就很高的
: 了。
: 这个Si wire solar cell 被炒的很热，yang peidong他们也在claim是他们先做出来的:
: http://www.sciencedaily.com/releases/20
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a*******i
发帖数: 11664 | 18 最初的idea是atwater组出的
http://link.aip.org/link/?JAP/97/114302/1
【在 a*****e 的大作中提到】
: 这两篇文章都不是最先做出来的吧
: 最早搞出来的是GE的一个哥们
: 发在APL上了
: http://apl.aip.org/applab/v91/i23/p233117_s1
:
: 价。况且Si是地球极其富裕的元素。
: 增加了junction area，可以有效提高
: 被junction吸收。这个对a-Si等
: internal quantum efficiency本来就很高的
: 的:
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h*********6
发帖数: 2469 | 19 薄膜效率太低了吧
【在 a*****e 的大作中提到】
: 搞错了
: 是carrier collection length shorter than minority carrier diffusion length
: 这个坑我觉得技术含量不算太大，虽然俺也准备至少灌一篇
: 我比较同意前面一位的观点
: 关键问题是用纳米线只是junction变大，其实不影响carrier collection length ，只
: 是为了这个的话，用texture的薄膜其实完全一样
: 那么nanowire/microwire的优势又在什么地方？
: 我不做solarcell所以也不是太懂，如果有牛人不妨给讲解一下
:
: 事。
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D***s
发帖数: 120 | 20 我不就是这么说的吗？少子在到达junction之前travel的路径短了，复合就大大减小了
，这是他们claim的。minority carrier diffusion length是材料的quality参数，肯
定是越大越好.
他们用core/shell,也就是radial junction，这样p-n界面就在纳米线的径向上，光生
载流子也就是在径向上被collect. 只要控制纳米线直径尺寸足够小，carrier
collection length就比常规的要短了。确保直径小于少子扩散长度，复合大大降低。
他们主要是claim core/shell 结构里，光生载流子的收集方向与入射光的吸收方向垂
直了，这样就克服了soalr cell design里的一个trade-off, cell的厚度越大，光吸收
的越彻底，但是少子在到达junction之前复合的几率也就越大。Atwater他们做了模拟
计算，证明同样的少子扩散长度，径向纳米线电池的效率要大于传统结构的太阳能电池。
问题在于，他们用的这个扩散长度的数值，对纳米线来说算是很高，好像10个微米，可
这个值，应该是非常low-q
【在 a*****e 的大作中提到】
: 搞错了
: 是carrier collection length shorter than minority carrier diffusion length
: 这个坑我觉得技术含量不算太大，虽然俺也准备至少灌一篇
: 我比较同意前面一位的观点
: 关键问题是用纳米线只是junction变大，其实不影响carrier collection length ，只
: 是为了这个的话，用texture的薄膜其实完全一样
: 那么nanowire/microwire的优势又在什么地方？
: 我不做solarcell所以也不是太懂，如果有牛人不妨给讲解一下
:
: 事。
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w***8
发帖数: 465 | 21 nod
open-
【在 D***s 的大作中提到】
: carrier collection 效率提高的主要原因不是junction area增大，而是光生少子的
: travel path length变短了吧。其实junction area变大反倒有个drawback, 就是open-
: circuits voltage的loss。
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