美國(guó)萊斯大學(xué)(RiceUniversity)的科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新的材料生產(chǎn)制程，透過(guò)在矽晶蝕刻出奈米級(jí)突起或孔隙使達(dá)到太陽(yáng)能電池的陽(yáng)光最大化，從而讓99%以上的陽(yáng)光都能接觸到電池活性元素。

太陽(yáng)能面板活性元素吸收的光越多，所產(chǎn)生的能量就越大。但總得有陽(yáng)光到達(dá)才行。目前用來(lái)保護(hù)活性元素的涂層雖然可讓大部分的光線(xiàn)通過(guò)，但有一部份卻會(huì)被反射掉。盡管透過(guò)各種途徑可讓反射程度改善6%，但這些方式卻也限制了光線(xiàn)的范圍、入射角與波長(zhǎng)。

「黑矽」(blackSlicon)則幾乎不反射光線(xiàn)，并且具有比光波長(zhǎng)更小的奈米級(jí)突起或孔隙所形成的高度表面紋理。無(wú)論是日出到日落，這種紋理表面均有助于從任何角度有效率地收集到光線(xiàn)。

萊斯大學(xué)的化學(xué)家AndrewBarron與Yen-TienLu采用一種可在室溫下作業(yè)的單一步驟制程，取代了以往結(jié)合金屬沉積和化學(xué)蝕刻的2步驟制程。

研究人員們開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單的單一步驟制程，能以最小成本提高現(xiàn)有太陽(yáng)能電池技術(shù)的轉(zhuǎn)換效率。

透過(guò)化學(xué)蝕刻可實(shí)現(xiàn)硝酸銅、亞磷酸、氟化氫與水的混合。而當(dāng)施加在矽晶圓時(shí)，亞磷酸縮減銅離子形成銅奈米粒子。這種奈米粒子可從矽晶圓表面吸收電子，使其氧化，并且讓氟化氫在矽晶中燒出倒三角形的奈米孔隙。

經(jīng)過(guò)微調(diào)過(guò)程產(chǎn)生了帶有小至590nm孔隙的黑矽層，可穿透99%以上的光線(xiàn)。相形之下，一個(gè)未經(jīng)蝕刻的干凈矽晶則反射近100%的光線(xiàn)。

Barron表示，表面突起尖刺仍需采用涂層來(lái)與元素隔離，目前研究團(tuán)隊(duì)正致力于找到可縮短目前在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行蝕刻需要8小時(shí)制程的方法。不過(guò)，這種以單一步驟制程簡(jiǎn)化黑矽的開(kāi)發(fā)，已經(jīng)使其較以往的方法更具實(shí)用性了。