據科技媒體Phys報道，美國勞倫斯伯克利國家實驗室能源部的科學家團隊發明了一種光學顯微鏡，可在太陽能電池吸收光子的時候，繪制3D能量轉換圖，解決了制約薄膜太陽能電池發電效率提升的一個重大瓶頸。


眾所周知，與晶硅太陽能電池板相比，薄膜太陽能憑借較低的成本和良好的可塑造性，成為業界重點關注的對象。然而，薄膜太陽能的發展也遇到了行業瓶頸，發電效率一直在14%左右徘徊。


科學家們不斷嘗試提高薄膜太陽能的發電效率，但始終面臨一個很大挑戰，因為薄膜太陽能電池的能量轉換活動發生在薄膜表層的下面層，并且這種能量轉換活動是實時發生變化的，這使得人們很難拍攝到能量轉換活動的畫面。在無法弄清楚這種能量轉換活動的前提下，提升發電效率自然無從談起。


勞倫斯伯克利國家實驗室的科學家發明的這種光學顯微鏡，成功解決了這個難題。在標準光學技術無法拍攝材料內部的活動情況下，他們運用了一種叫「雙光子顯微術」的方法，該技術能做到在微米級別對材料的光電子動態進行拍攝。該技術依靠紅外光子激光穿透PV面板，當兩種低能量的光子匯聚到同一點，便有了足夠的能量觸發電子。電子能被追蹤，科學家借此觀察電子活動的持續時間。


該團隊首席科學家EdwardBarnard表示，「為顯著提高PV太陽能面板的發電效率，我們必須在微米范疇觀察材料表層及表層之下的動態，我們的最新技術讓我們做到了這一點。」

在實驗測試中，激光束能繪制一幅3D的太陽能電池材料的光電動態圖。目前，該科學家團隊已經運用此種技術，觀察了解到碲化鎘(CdTe)太陽能電池在增加某種化學物質后，能提高太陽能電池的性能。所以，這項技術能幫助研究者在提高薄膜太陽能的研究中，做出更明智的決定。

該研究成果已發表在11月15日頂級材料科學學術刊物《先進材料》上。相關實驗視頻，已可通過YouTube進行觀看。