在美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)的科學家們日前宣布采用采用納米技術生產的“黑硅”太陽能電池效率達到18.2％。NREL據稱這是該技術的巨大突破，為降低太陽能成本邁進了一大步。

為制作黑硅材料，NREL首先在硅片表面制備銀納米顆粒，然后在通過濕法刻蝕制作特殊的多孔表面結構。通過控制溶液的配比，科學家可以調整納米結構的形態。

NREL的研究人員日前在《自然•納米技術》發表了題為“An 18.2%-efficient black-silicon solar cell achieved through control of carrier recombination in nanostructures”的文章，公布了這一結果。

NREL稱其納米結構的光學性能要好于目前使用的減反射涂層。但是截至此前，他們使用黑硅材料制作的太陽能電池效率還無法與普通電池相比。

通過分析，研究人員認為由于表面采用納米多孔結構，表面積大幅擴大，表面復合和俄歇復合限制了電池對光子的吸收，這也嚴重限制了電池的電壓和電流。為解決這一問題，NREL采用淺結輕摻雜，降低表面摻雜濃度，另一方面通過更平緩光滑的納米結構減少表面復合。通過以上兩點優化，NREL最終得以制作出效率18.2%的黑硅電池。

項目首席研究員Howard Branz表示，“下一個挑戰是將這一技術產業化，然后通過優化使效率突破20％。 “

論文第一作者，NREL博士后研究員Jihun Oh表示，這一研究結果“清楚地表明通過結合納米結構和制作工藝的優化，我們可以減少電池對陽光的反射，最終降低成本。”