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2025第二屆化工園區(qū)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級綠色發(fā)展論壇
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不少人可能留意到躺在居民家屋頂上的太陽能面板都是細分成一小塊的，而這些網(wǎng)格線實際上就是太陽能電池的金屬導(dǎo)體。雖然它們的存在是為了輸送電能，但過大的“占地面積”還是使得每單位的太陽能吸收/轉(zhuǎn)化效率打了折扣。不過現(xiàn)在，斯坦福大學(xué)的研究人員們已經(jīng)找到了一種讓它們給底層半導(dǎo)體進一步讓道的方法，即采用“隱蔽式接觸”技術(shù)。
穿過金接觸層的灰色硅納米柱，該結(jié)構(gòu)可在太陽能面板上實現(xiàn)不可見/隱蔽式的金屬接觸。盡管上層金屬的接觸部分非常薄，但還是占據(jù)了太陽能面板表面10%的位置。而斯坦福研究人員所做的，就是找到一種方法來壓榨下層半導(dǎo)體與金屬接觸的空間，使得其對于入射光線來說“近乎隱形”。
為了實現(xiàn)這點，研究人員們在硅片上放置了16納米厚度的金薄膜導(dǎo)電金屬層。盡管金層從肉眼看來幾乎是結(jié)實的一片，但它實際上布滿了整排整行的方形孔洞，并且只覆蓋了65%的硅表面，以及平均反射了50%的入射光。
在將這種硅金結(jié)構(gòu)經(jīng)過氫氟酸和過氧化氫處理之后，金層就會陷入硅襯底，而硅納米柱則會通過金層薄膜。研究團隊將這一化學(xué)工藝稱作是“隱蔽式接觸”，閃亮的黃金會在幾秒鐘內(nèi)變成深紅色，而硅柱的高度則長到了330納米。
這項研究報告的主要作者VijayNarasimhan將納米硅柱比作了廚房水槽中的濾鍋：納米硅柱一開始凸顯，就會將金屬網(wǎng)格附近的光以漏斗的形式匯聚到下方的硅襯底。你打開水，并不是所有水都會流入濾器的漏洞。
但如果你在每個漏洞的上方都放上小漏斗，所有的水都會流過，而這就是他們所打造的結(jié)構(gòu)要做到的——納米硅柱扮演了漏洞的角色，捕捉光并將之導(dǎo)入金屬網(wǎng)格的硅襯底。
在經(jīng)過了一系列的模擬和實驗之后，研究團隊優(yōu)化了這一設(shè)計，使得將近2/3的表面都被金屬所覆蓋，反射的損失僅為3%。
該團隊表示，這項技術(shù)同樣能夠用在其他半導(dǎo)體材料上，為光電傳感器、LED、顯示屏和透明電池?zé)艏夹g(shù)開辟出更多的潛能。
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