奈米線太陽能電池  適應宇宙惡劣環境

編譯／高晟鈞

奈米線，作為奈米技術的一個重要組成部分，可以用來製作超小型電路。典型的奈米線，泛指於橫向上（縱向沒有限制）100奈米以下的一維結構；包含了金屬奈米線、半導體奈米線和絕緣體奈米線等等。

近期，來自瑞典隆德大學的研究人員使用了三種不同的材料組成了一收集太陽能輻射的小型奈米線。與現今流通率最高的矽基太陽能電池相比，這三種材料組成的奈米線具有更高的能隙，可以接收更大範圍的太陽能波長。

這種具有不同能隙的太陽能電池，稱為串聯型太陽能電池，迄今為止主要使用在衛星上。由於矽元素本身的限制，矽基太陽能電池很快就要到達它的極限。因此現在的開發重點已經轉移到了串聯性太陽能電池上。

建造串聯型太陽能電池的方法，最常見的便是合成不同的半導體材料，以達到吸收不同波長的太陽光。隆德大學的研究人員開發了一種新的方法，他們在基板上建構一種極細的，分別含有不同量的銦、砷、鎵和磷四種材料的奈米半導體材料棒。它具有單位面積耗材低的優點，可以降低生產成本，成為持續性更高的矽基替代品。

更令人驚訝的是，這種材料在奈米線太陽能電池中可能實現高達47%的能量轉換效率；並且，相較於薄膜的串聯式太陽能電池，它們可以可好的承受來自於太空中的有害輻射。這種奈米線太陽能電池，就好比一張稀疏的釘床，來自於太空輻射的質子打擊在床上，就算碰巧消除了一些電線，也不至於影響整體性能；但，落在普通薄膜上，就可能造成嚴重損壞。

奈米線太陽能電池的種種優勢，使其被安裝在一衛星上，並於最近發射至太控中，預計於春季進入軌道。作者表示，這種技術對於安裝在家庭屋頂來說，仍過於昂貴，但遲早也將在地球上出現，並應用於各種領域。

資料來源:TechXplore

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