日前，來自瑞典隆德大學(xué)的科學(xué)家日前研制出了效率13.8%的磷化銦(InP)納米線太陽(yáng)能電池，已經(jīng)達(dá)到與平板InP電池相近的水平。其研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在新一期科學(xué)雜志上。

據(jù)悉，提高光伏器件的太陽(yáng)能至電能的轉(zhuǎn)化效率是當(dāng)代新能源領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。目前常用的太陽(yáng)能電池板組件多采用硅材料、半導(dǎo)體合金薄膜、導(dǎo)電有機(jī)材料等制作， 轉(zhuǎn)化效率較低。近10年來，國(guó)際上一些大的光伏企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)正在研究基于半導(dǎo)體納米線這種新型材料結(jié)構(gòu)制作高性能光伏器件的原理和技術(shù)。

據(jù)世紀(jì)新能源網(wǎng)了解，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院“千人計(jì)劃”教授徐洪起與瑞典、德國(guó)的科學(xué)家合作，在采用外延生長(zhǎng)III-V族半導(dǎo)體納米線這種當(dāng)代先進(jìn)材料技術(shù)制作高性能光伏器件的研究上獲得重要進(jìn)展，其成果發(fā)表在《科學(xué)》上（Jesper Wallentin, Nicklas Anttu1, Damir Asoli, Maria Huffman, Ingvar Åberg, Martin H. Magnusson, Gerald Siefer, Peter Fuss-Kailuweit, Frank Dimroth, Bernd Witzigmann, H. Q. Xu, Lars Samuelson1, Knut Deppert, Magnus T. Borgström. InP Nanowire Array Solar Cells Achieving 13.8% Efficiency by Exceeding the Ray Optics Limit, Science, 2013, 339: 1057-1060），并被《科學(xué)》雜志選做特別報(bào)道和分析（Science, 2013, 339: 263）。

該研究成果以InP納米線陣列作為核心光伏器件材料，通過優(yōu)化摻雜工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)科學(xué)家與工程師通力協(xié)作聯(lián)合攻關(guān)后取得；所制成的原型器件的性能遠(yuǎn)高于采用相應(yīng)的InP薄膜技術(shù)所制成的光伏器件，且具有用料少、易于向更高性能的多結(jié)器件擴(kuò)展、與當(dāng)代硅工藝兼容等顯著優(yōu)點(diǎn)。


InP納米線陣列太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)圖：A.生長(zhǎng)在襯底上未經(jīng)加工的納米線陣列的掃描電鏡照片。主圖的拍照角度為0o,插圖的拍照傾角為30o；B.經(jīng)納米加工獲得的太陽(yáng)能器件的納米線陣列掃描電鏡照片（其中的彩色示意圖描述了單根納米線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)）

徐洪起教授研究組近年來在開發(fā)研究新型半導(dǎo)體納米線光伏器件的原理和技術(shù)方面做了許多探索工作。特別是他們最近提出的采用外延生長(zhǎng)的應(yīng)變納米線異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光伏器件制作工藝（Nano Letters 2010, 10: 1108-1112; Advanced Materials 2012, 24: 4692-4706），獲得國(guó)際學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視。該工藝提出采用應(yīng)變產(chǎn)生的壓電場(chǎng)分離光激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴，取代傳統(tǒng)光伏器件工藝中為制作p-n結(jié)所需的摻雜，從而有望大幅提高光伏器件的轉(zhuǎn)化效率。

以上研究工作得到國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。