美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的研究人員正通過(guò)在一片硅片上“生長(zhǎng)”多層的材料，來(lái)開發(fā)成本更低的砷化鎵薄膜太陽(yáng)能電池。

砷化鎵是一種半導(dǎo)體化合物，可以用于制作太陽(yáng)能電池，并且在能量轉(zhuǎn)化效率方面，要比傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)能電池更有潛力。

目前，研究人員已經(jīng)使轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了25％到30％。然而，高昂的制造成本仍然是該技術(shù)商業(yè)化的巨大阻礙。

該學(xué)校材料科學(xué)工程與化學(xué)系的教授JohnRogers,和另一位教授XiulingLi，正在尋找成本更低的工藝，來(lái)生產(chǎn)砷化鎵薄膜。同時(shí)，他們還希望能夠找到一種通用方法，來(lái)使生產(chǎn)出的薄膜用于多種器件。

生產(chǎn)砷化鎵太陽(yáng)能電池的通常方法是，在一小片硅片上對(duì)該化合物進(jìn)行沉積，直到在表面形成一層薄層。該學(xué)校的研究人員則改變方法，在硅片表面沉積了多層的砷化鎵。這種結(jié)構(gòu)中，砷化鎵和砷化鋁薄層交替排列，看起來(lái)就像美國(guó)人吃的派一樣。

“使用這種方法，我們可以用更快的速度和更少的成本，來(lái)得到更多的產(chǎn)物。”Rogers教授說(shuō)，“盡管我們生產(chǎn)的僅僅是薄層，但從總量上看，我們生產(chǎn)的材料要多得多。”

“如果一次生長(zhǎng)能得到10層薄層，就意味著得到這10層薄層只用了一個(gè)硅片，”電氣與計(jì)算機(jī)工程系的Li教授說(shuō)。“如果你用了10次生長(zhǎng)反應(yīng)，那么反應(yīng)過(guò)程中硅片的安裝和拆卸，以及隨之而來(lái)的升溫和降溫，都需要大量的時(shí)間。如果把機(jī)器、材料準(zhǔn)備、時(shí)間和人員的因素都考慮進(jìn)去，我們的方法可以大大降低生產(chǎn)成本。”

該研究組在自然雜志發(fā)表了一篇論文，闡明該工藝可用于三種器件——光傳感器，高速晶體管和太陽(yáng)能電池。他們也將這種材料與其它材料做了比較。

該論文的作者中，有兩人是Semprius公司的科學(xué)家。該公司位于美國(guó)北卡羅來(lái)納州，是一個(gè)新興企業(yè)，目標(biāo)是利用該研究組的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)太陽(yáng)能電池。

 該研究組的課題經(jīng)費(fèi)，由美國(guó)能源部和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)提供。