纳米颗粒光俘获层对薄膜太阳能电池的优化

随着能源需求和环境问题的不断增加，太阳能成为可再生能源中最受关注的来源之一。人们对包括晶圆、薄膜和有机光电等多种太阳能电池技术进行了研究，以实现低成本和高效率。基于晶圆技术的硅太阳能电池作为最有效的太阳能电池，占世界太阳能光伏市场的90％。然而，与传统的基于硅片技术的太阳能设备相比，薄膜太阳能电池减少了活性材料的使用，更具成本效益，因此是更好的选择。

薄膜太阳能电池的材料
 

薄膜太阳能电池可以通过在玻璃、塑料或金属的基板上沉积一个或多个薄层或光电材料薄膜来制造。最常用的光伏材料是非晶硅（a-Si），碲化镉（CdTe）和铜铟镓二硒化物（CIGS）。其中，非晶硅在如钟表和计算器等商业应用中较为常见。非晶硅不像碲化镉那样有毒性，但碲化镉的其他技术在能量转换效率方面比非晶硅更高。

提高薄膜太阳能电池的效率

基于晶片技术的硅太阳能电池通常通过图案化活性材料即硅以增加光俘获来提升效率。然而，对于活性材料层相对较薄的薄膜太阳能电池，通过图案化或刻蚀对吸收层进行的任何物理改性，都会导致材料质量下降而降低效率。因此，急需开发一种不影响电子性能的加工薄膜太阳能电池纹理的工艺。

具有相对均匀直径的六边形填充纳米球，可以提供最佳的几何形状，可通过光子晶体共振提高电池的效率。这种方法所面临的主要挑战是如何沉积一个大而密集的球体单层。

纳米颗粒制备薄膜的沉积方法

使用纳米颗粒（NPs）制备薄膜镀层材料日益受到了人们的重视，并且被广泛应用到如显示器、传感器、医疗器械、储能和能量收集材料等各种现代产品和研究领域。纳米粒子的合成方法已经广为人知，但为了能够在上述应用中使用它们，需要将纳米颗粒从溶液相转移到基材表面。为此，需要一种可控的沉积方法。

附件白皮书回顾了在气-液界面处形成纳米颗粒单层膜的方法以及使用Langmuir-Blodgett和Langmuir-Schaefer方法制备薄膜后，将其转移到固体基底上的方法。如果您对如何沉积单层纳米球感兴趣，请下载附件的白皮书。

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