Only Perception: 研究者證明太陽能電池中的「雪崩效應」

2008-05-27

研究者證明太陽能電池中的「雪崩效應」

Researchers demonstrate 'avalanche effect' in solar cells
http://www.physorg.com/news131027836.html

May 26, 2008

（荷蘭）TU Delft 與 FOM（Foundation for Fundamental Research on Matter）的研究者已發現由電子在特定的、非常小的半導體結晶體內發生之所謂的雪崩效應（avalanche effect，又翻累增效應）無法辯駁的證明。

這種物理效應能為便宜、高輸出功率的太陽能電池鋪路。這些發現本週將發表於科學期刊 Nano Letters 上。

太陽能電池在未來大規模發電上提供很大的良機。然而，目前有顯著的限制因素，諸如大部分太陽能電池相對較低的功率輸出（典型是 15%）與高製造成本。。

一種可能的改良可能源自於一種以半導體奈米結晶體（結晶規模在奈米範圍內）所製成的新類型太陽能電池。在傳統的太陽能電池中，1 個光子能精確地釋出 1 個電子。這些被創造出來的自由電子確保太陽能電池可運作且能提供電力。釋出的電子愈多，太陽能電池的輸出功率愈大。

然而，在某些奈米結晶體中， 1 個光子可是出 2 或 3 個電子，因此稱之為雪崩效應。這在理論上能導致由半導體奈米晶體正確組成之太陽能電池有 44% 的最大輸出。此外，太陽能電池的製造能相對便宜。

雪崩增效應首度由 LANL 的研究者在 2004 年測得。自此，科學世界對於這些測量的價值產生懷疑。雪崩效應真的存在嗎？

在 Joint Solar Programme 中 TU Delft 的 Laurens Siebbeles 教授現在證明了雪崩效應確實發生在硒化鉛（PbSe）奈米結晶中。然而，該研究已確立此材料的這種效應比之前所假設的要小。幸虧利用超快雷射方法進行更謹慎、更詳細的測量，Siebbeles 的結果比其他科學家要更可靠。

Siebbeles 相信此研究替更進一步揭開雪崩效應的祕密鋪路。

※ 相關報導：

＊ In Spite of Recent Doubts Carrier Multiplication Does Occur in PbSe Nanocrystals
http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/nalefd/asap/abs/nl0807225.html

M. Tuan Trinh, Arjan J. Houtepen, Juleon M. Schins, Tobias Hanrath,
Jorge Piris, Walter Knulst, Albert P. L. M. Goossens,
and Laurens D. A. Siebbeles
ASAP Nano Lett., ASAP Article,
doi: 10.1021/nl0807225