太陽能儲能電池的福音：砷化鎵納米線

人類一直在思考怎么樣才能更好地低成本利用太陽能這個問題。為了尋找答案，LSMC實驗室的AnnaFontcuberta和她的研究小組正在尋找一種全新的方法制造太陽能電池。AnnaFontcuberta的研究著重于制造半導體結構新方法的工程學方面，重要利用的是納米技術。

半導體技術的全方位發展，物理性能方面的挖掘，使得半導體與生活息息相關。微波爐、汽車電子、DVD播放機、計算機等等，正在影響并將改變我們的生活。

LSMC的工作重要在納米線的幾何結構方面。這些針狀的晶體（納米線）直徑在20到100納米之間，長度在幾個微米的量級。研究的目的是提升這些材料本身的性能，從而加深對材料性質的了解并加以運用，開發出新的制備方法。在所有的應用之中最值得關注的就是納米線在太陽能電池上的運用。全世界都在熱捧綠色能源的大形勢下，納米線太陽能電池具有很好的社會價值以及大規模運用的前景。Fontcuberta教授說："我們研究的納米線電池是基于砷化鎵的，砷化鎵是一種具有非常理想的光電轉換性能的半導體材料。"

最早的砷化鎵運用是1990年衛星上的太陽能電池，以及后來火星探測機器人上的供電裝置。在LMSC，砷和鎵原子被重新排列加工，這些原子自組織起來形成線狀，這差別于自然環境下交織起來形成層狀。這種新穎的三維幾何結構比平面結構可以更加好的吸收太陽光，這種吸收效率和硅相似，但是耗費的材料更少。每一個垂直的納米線都是一個獨立的器件并且可以出現電流。結合小尺度的納米線以及根本上發生變化變化的三維幾何結構，與傳統的太陽能電池相比極大地降低了每瓦的成本。

為了進一步地新增對光線的吸收，Fontcuberta教授及其研究組正在優化這一方法。例如：砷化鎵納米線與其它的納米尺度的材料相結合，在橫向和縱向兩個方向上進行。其中一個例子是使用砷化銦量子點植于納米線上出現類似催化的用途，從而增進光線的吸收效率。納米線太陽能電池是第三代電池的典型代表，這不僅僅是因為它的尺寸小和多用途，更重要的原因在于可以極大地降低成本。Fontcuberta說："盡管現在研究已經取得了非常不錯的成績，大規模的商業使用納米線電池至少還要近10年的時間，但這是LMSC努力的目標。"