【物理學家提出 '無線' 太陽能電池】
多層鑭釩酸鹽和鍶鈦酸結構
在奧地利、 美國和德國的物理學家提出了一種新型的太陽能電池，依賴于某些絕緣子的令人驚訝的屬性。
設計上發現依賴于十多年前兩個絕緣氧化物之間的介面可以成為金屬，這可以消除對太陽能電池中的金屬絲的需要。
如果生產的成本的分層結構的氧化物可以減少，研究可能導致一種新型高效光伏電池。
2004 年哈樂德黃和 Akira Ohtomo 取得了驚人的發現，當一層的絕緣子鑭鈦酸生長在鈦酸鍶絕緣子，二維電子氣形成在導致成為金屬，它的介面。
因為它符合非極性的氧化現象被造成邊緣的極性氧化物電荷積聚。
它自其他氧化介面中見過，並已由多個研究小組試圖開發新的和改進的電子設備進行調查。
進行介面
現在，維也納技術大學、 橡樹嶺國家實驗室和維爾茨堡大學的研究人員獨立小組已經表明效果可以用於創建一種新型的太陽能電池 — — 一個在其中生成的當前中提取，通過進行介面，而不是用金屬絲的計算。
太陽能電池依靠光電效應、 光子醒目在價帶的一種物質的一個電子促進至傳導帶，留下一個正電荷的"洞"。
電子和空穴必須刪除從光伏材料無重組或正在他們的能量消散入晶格振動。
極地氧化物鈦酸鑭等包含內部的電場和積極和消極影響帶電的原子的飛機。
橡樹嶺聰岡本和同事們的理由這種兩極化，將有助於單獨的電子和空穴的之前他們可能重組。
如果這種極性的氧化物都搭配適當的非極性氧化物，介面將金屬。
因此，電子和空穴可以從提取任一側的設備而不會覆蓋表面與電線，阻止一些光從達成作用儲存格的區域。
最大限度地吸收
研究人員首先需要將吸收的太陽能能量盡可能極性氧化物。
一種材料的帶隙是其價和傳導的樂隊之間的能量差異。
而以大於帶隙能量的光子將創建對以小於帶隙能量的光子不能創建 electron–hole 對。
然而，在後一種情況下，超過帶隙能量是失去作為熱。
因此，帶隙因此應足夠低，以便吸收大量的太陽光子，但足夠高，以盡可能吸收光子從提取盡可能多的能量。
研究人員結算鑭釩，有 1.1 eV — — 帶隙可見光是 1.5–3.5 eV 能量範圍內。
他們用密度泛函理論構造的鑭釩酸鍶鈦酸襯底上生長一層太陽能電池的行為模型。
雖然他們不能做出精確預測有關設備效率基於他們的結果，研究人員建議設計的固有優勢，值得進一步調查。
捕獲更高能量的光子
研究人員還建議可以增加太陽能電池的效率進一步納入在鑭釩酸鑭高鐵的圖層。
鑭高鐵有 2.2 eV 的帶隙，因此，可以在這一層，離開低能量的光子，由鑭釩酸捕獲中捕獲更高能量的光子。
在維爾茨堡大學正在一個專案，以生產原型太陽能電池。
但謹慎樂觀
岡本是持謹慎樂觀是否太陽能電池可能效率足夠高，以使他們經濟上可行的。
他們可能變得具有競爭力，但它將會花很長的時間，他說。
目前，只有為數有限的設施可以生長這種異質結構使用非常先進的薄膜生長的方法。
我希望，當人們完全明白如何最好地成長這些太陽能電池成本會降下來。
尼爾 · 格裡納姆，上新型太陽能電池在劍橋大學的工作，描述在物理評論快報，作為有趣的理論論文"發表的研究報告，但強調它將無法評估太陽能電池將有超過當前設計任何實際好處，直到生產工作原型。
他還質疑堅持的說法，只將納入兩個外延層可能允許 electron–hole 對所要收集與兩個不同的能量，暗示除非可以分別提取的 electron–hole 對，由鑭高鐵酸鹽的電子捕獲任何額外的能量會被丟到格子，它通過鑭釩酸。
岡本反應體系電子和空穴應跨薄膜的釩酸鑭在"幾個飛秒"，這是小於拿到格子失去能源的時間。
關於作者
Tim Wogan 是一個設在英國的科學作家
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