納米線(xiàn)的結構為圓柱狀,直徑約為人類(lèi)發(fā)絲的萬(wàn)分之一。納米線(xiàn)具有獨特的物理光吸收性能,有預測認為,其在太陽(yáng)能電池以及未來(lái)的量子計算機和其他電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)方面具有廣闊的前景。近年來(lái),丹麥哥本哈根大學(xué)尼爾斯·波爾研究所納米科學(xué)中心和瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家一直在探索如何開(kāi)發(fā)納米線(xiàn)晶體并改善其質(zhì)量。
他們的研究發(fā)現,納米線(xiàn)能夠將太陽(yáng)光自然聚集到晶體中一個(gè)非常小的區域,聚光能力是普通光照強度的15倍。由于納米線(xiàn)晶體的直徑小于入射太陽(yáng)光的波長(cháng),可以引起納米線(xiàn)晶體內部以及周?chē)鈴姷墓舱?。該研究的參與者、剛剛獲得尼爾斯·波爾研究所博士學(xué)位的彼得·克洛格斯特拉普解釋說(shuō),通過(guò)共振散發(fā)出的光子更加集中(太陽(yáng)能的轉換正是在散發(fā)光子的過(guò)程中實(shí)現的),這有助于提高太陽(yáng)能的轉換效率,從而使得基于納米線(xiàn)的太陽(yáng)能電池技術(shù)得到真正的提升。
典型的太陽(yáng)能轉換效率極限,也就是所謂的肖克利·奎伊瑟效率極限(Shockley-Queisser Limit),多年來(lái)一直是太陽(yáng)能電池效率的瓶頸,但現在看來(lái),這項新研究很有可能使這一轉換效率極限提高幾個(gè)百分點(diǎn)。
對研究人員而言,能夠突破理論極限無(wú)疑是令人興奮的。幾個(gè)百分點(diǎn)聽(tīng)上去雖然不多,但卻會(huì )對太陽(yáng)能電池的發(fā)展、基于納米線(xiàn)的太陽(yáng)能的利用以及全球的能源開(kāi)發(fā)等產(chǎn)生重大影響。不過(guò),克洛格斯特拉普表示,納米線(xiàn)構成的太陽(yáng)能電池投入產(chǎn)業(yè)化還需要等幾年時(shí)間。