具有金纳米天线的固态材料可获得更耐用的太阳能电池

北海道大学的科学家们正在测试由固体材料制成的太阳能电池的开发，以提高他们在恶劣环境条件下的功能。

北海道大学的科学家正在制造全固态太阳能电池，这些太阳能电池非常耐用，可以有效地将太阳光转化为能量。该团队采用了一种称为“原子层沉积”的方法，该方法允许科学家控制非常薄，均匀的材料层沉积在彼此之上。使用这种方法，他们将氧化镍薄膜沉积在单晶二氧化钛上。在两层之间引入金纳米颗粒，就像收获可见光的天线一样。

在氧化镍沉积之后，该团队测试了这些制造设备的性能，包括加热到非常高的温度，然后让它慢慢冷却 - 这个过程称为“退火”。

在全固态光电转换器件上成功地观察到光电流产生。发现该装置非常耐用且稳定，因为与一些太阳能电池不同，它不含有机成分，这些有机成分随着时间的推移和在恶劣条件下会降解。

研究人员还发现退火通过改变层的界面结构影响了器件的性能。例如，它增加了器件的可用电压，但也增加了器件内的电阻。它还降低了设备将光转换为电能的效率。结果表明，退火引起的结构变化阻止了金纳米颗粒层将电子注入二氧化钛层。

该团队的制造工艺成本低廉，并且可以轻松扩展，但所得到的器件的性能仍然不足以实际使用，并且需要提高其将光转换为能量的效率。需要进一步研究以了解每层在传导能量方面的作用，以提高设备的效率。