中國儲能網訊：據科技媒體 Phys 報道，美國勞倫斯伯克利國家實驗室能源部的科學家團隊發(fā)明了一種光學顯微鏡，可在太陽能電池吸收光子的時候，繪制 3D 能量轉換圖，解決了制約薄膜太陽能電池發(fā)電效率提升的一個重大瓶頸。
（科學家Edward Barnard正在調試光學顯微鏡設備 來源：Berkeley Lab）
眾所周知，與晶硅太陽能電池板相比，薄膜太陽能憑借較低的成本和良好的可塑造性，成為業(yè)界重點關注的對象。然而，薄膜太陽能的發(fā)展也遇到了行業(yè)瓶頸，發(fā)電效率一直在 14% 左右徘徊。
（為提高太陽能電池發(fā)電效率，必須了解其內部狀態(tài) 來源：Berkeley Lab）
科學家們不斷嘗試提高薄膜太陽能的發(fā)電效率，但始終面臨一個很大挑戰(zhàn)，因為薄膜太陽能電池的能量轉換活動發(fā)生在薄膜表層的下面層，并且這種能量轉換活動是實時發(fā)生變化的，這使得人們很難拍攝到能量轉換活動的畫面。在無法弄清楚這種能量轉換活動的前提下，提升發(fā)電效率自然無從談起。
（計算機模擬的太陽能電池吸光時的3D動圖 來源：Berkeley Lab）
勞倫斯伯克利國家實驗室的科學家發(fā)明的這種光學顯微鏡，成功解決了這個難題。在標準光學技術無法拍攝材料內部的活動情況下，他們運用了一種叫「雙光子顯微術」的方法，該技術能做到在微米級別對材料的光電子動態(tài)進行拍攝。該技術依靠紅外光子激光穿透 PV 面板，當兩種低能量的光子匯聚到同一點，便有了足夠的能量觸發(fā)電子。電子能被追蹤，科學家借此觀察電子活動的持續(xù)時間。
（3D圖像顯示，加入某化學物質后，太陽能電池的效率顯著提升 來源：Berkeley Lab）
該團隊首席科學家 Edward Barnard 表示，「為顯著提高 PV 太陽能面板的發(fā)電效率，我們必須在微米范疇觀察材料表層及表層之下的動態(tài)，我們的最新技術讓我們做到了這一點?！?
在實驗測試中，激光束能繪制一幅 3D 的太陽能電池材料的光電動態(tài)圖。目前，該科學家團隊已經運用此種技術，觀察了解到碲化鎘（CdTe）太陽能電池在增加某種化學物質后，能提高太陽能電池的性能。所以，這項技術能幫助研究者在提高薄膜太陽能的研究中，做出更明智的決定。
該研究成果已發(fā)表在 11 月 15 日頂級材料科學學術刊物《先進材料》上。相關實驗視頻，已可通過YouTube進行觀看。
