通过适当的成本将太阳光转为电力对于能源、技术和气候政策有广泛影响的一项挑战。最近《光学快报》刊登的一篇论文提出了一种太阳电池新方法：利用纳米金属微粒来增强太阳能电池的性能。文章作者描述到，这种方法在大大提高太阳能电池捕光能力方面有很大潜力。

 

和植物一样，太阳能电池可以把光转为能量。植物在体内进行这个过程，而太阳电池在一个掺杂特殊原子的半导晶体内进行。目前的太阳能电池不能将所有吸收的光转为能量，因为有些光通过电池背面散失到空气中。另外，太阳能光有很多颜色的光组成，太阳电池可以更有效地转换蓝光，而转换红光的效率很低。

 

纳米微粒方法可以弥补这些问题。这项新发现的关键是创造了一种被称为“表面等离子体”（surface plasmon）的微电干扰。当光照射到金属层时它能够在金属表面形成光波。这些电子光波在太阳能池（pond）表面像波纹一样移动。如果金属是微粒形式，射入的光能够使微粒振动，因此可以有效地散射光。而且，光在特定的共振色（resonant colors）内这种散射过程更强。

 

论文中，Kylie Catchpole和Albert Polman解释了当太阳能电池表面涂覆一薄层纳米金属微粒后所发生的事情。首先，纳米未来的使用使得射入的阳光更广泛地分散，以使更多的光线进入太阳能电池；其次，不同大小和材质的微粒可以允许研究人员来改进对于其他不容易吸收的光色的光捕获。

 

这项工作是在荷兰原子与分子物理学研究所（AMOLF）开展的，Catchpole和Polman显示长波长的红光的捕获能力可以提高1/10以上。早前Catchpole和新南威尔士大学的合作者显示利用技术纳米微粒可以使太阳电池的总体捕光效率提高30%。

 

Catchpole是澳大利亚国立大学目前开始表等离子研究团队的一员，他提到，预计用三的时间就可以在光伏发电方面看到等离子体等离子体太阳电池最关键的一点是它们能够在任何类型的太阳电池得以应用，这包括标准的硅或更新型的薄膜类型。（来源：中国科学院上海硅酸盐研究所）