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    據英國《自然》雜志網(wang)站近日報道(dao)，盡管薄(bo)膜太陽能電池應(ying)用(yong)廣泛，但(dan)其也有(you)“先天不足”：薄(bo)膜越薄(bo)，制(zhi)造成本越低，但(dan)當其變得(de)更薄(bo)時(shi)，會失去捕(bu)光(guang)(guang)能力。美(mei)國科學家表示(shi)，當薄(bo)層(ceng)厚(hou)度(du)等于(yu)或小于(yu)可(ke)見光(guang)(guang)的波(bo)長時(shi)，其捕(bu)光(guang)(guang)能力會變得(de)很強。科學家們(men)可(ke)據此研(yan)制(zhi)出(chu)厚(hou)度(du)僅為現在商用(yong)薄(bo)膜太陽能電池厚(hou)度(du)的1%、但捕光(guang)能力卻大(da)有改(gai)善的薄膜太陽能電池。

    科學(xue)家(jia)們用射線—光(guang)(guang)極值這(zhe)一(yi)理(li)論最(zui)大捕光(guang)(guang)值來標識一(yi)種材料最(zui)多能捕獲多少光(guang)(guang)線，但是，只有當材料具有一(yi)定的厚度時，才能達到(dao)這(zhe)一(yi)峰值。目(mu)前，科學(xue)家(jia)們已(yi)經制造出了吸光(guang)(guang)層的厚度僅(jin)為0.1納米的(de)(de)薄膜太陽能電池，但這樣(yang)纖(xian)細的(de)(de)薄膜會漏(lou)掉很多光。

    然而，現(xian)在(zai)，加州(zhou)理(li)工學院(yuan)應用物理(li)和(he)材料科學教授(shou)哈里(li)·阿特沃(wo)特和(he)同(tong)事在(zai)最(zui)新一期(qi)《納米快報》雜志上指出，他們找到了(le)一種巧妙的方法，使薄(bo)層(ceng)能幫助太陽能電(dian)池超越射線—光極值。他們發現(xian)，當薄(bo)層(ceng)的厚度(du)小于可(ke)見光的波(bo)長（400到700納米）時，薄層會同這些可見(jian)光(guang)的波(bo)特(te)性相互作用而(er)不(bu)(bu)是將(jiang)可見(jian)光(guang)看成(cheng)一條(tiao)直(zhi)直(zhi)的射線(xian)。阿特(te)沃特(te)說：“當(dang)我們制造出的薄層厚度等于(yu)或小于(yu)可見(jian)光(guang)的波(bo)長(chang)時，一切規則都改變了(le)。”這樣，一種材(cai)料的吸光(guang)能(neng)力不(bu)(bu)再取決(jue)于(yu)厚度，而(er)取決(jue)于(yu)光(guang)線(xian)和吸收材(cai)料之(zhi)間的波(bo)作用。

    通過(guo)計(ji)算和計(ji)算機模擬，阿特沃特團隊證明，讓(rang)一種材(cai)料(liao)(liao)對光更有“胃口”的技巧在于，制造(zao)出(chu)更多“光態(tai)(tai)”讓(rang)光來(lai)占(zhan)領，這些(xie)“光態(tai)(tai)”就(jiu)像狹縫一樣(yang)，能(neng)吸收特定波長(chang)的光。一種材(cai)料(liao)(liao)的“光態(tai)(tai)”數量部分取決于該材(cai)料(liao)(liao)的折(zhe)射(she)率，折(zhe)射(she)率越高，其能(neng)支持的“光態(tai)(tai)”就(jiu)越多。

    其實(shi)，早(zao)在(zai)2010年，斯(si)坦福大(da)學的(de)教(jiao)授范汕(shan)洄（音譯）和同事(shi)就將(jiang)“光(guang)態”數確定為(wei)一(yi)種材(cai)(cai)(cai)料(liao)能(neng)吸入多少(shao)光(guang)線(xian)的(de)主要因(yin)素。他們(men)用(yong)一(yi)種折(zhe)射(she)(she)率(lv)較高的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)將(jiang)一(yi)種折(zhe)射(she)(she)率(lv)低的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)包圍(wei)，結果發現，高折(zhe)射(she)(she)率(lv)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)出現能(neng)有效(xiao)提高低折(zhe)射(she)(she)率(lv)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)折(zhe)射(she)(she)率(lv)，增強(qiang)其(qi)捕(bu)光(guang)能(neng)力(li)。

    阿特沃特團(tuan)隊對上述結論進行了延伸，最新研究表(biao)明，薄膜吸光器內擠滿 “光態”會(hui)大(da)大(da)增(zeng)強其捕光能力。而(er)且，可通過幾種(zhong)方(fang)式（比如，用金(jin)屬或(huo)晶體結構包住吸光層(ceng)或(huo)將吸光器嵌入(ru)一個更(geng)復雜的三維陣列中）來(lai)提(ti)高(gao)吸收器的有效折(zhe)射(she)率。范汕洄表(biao)示：“最新研究表(biao)明，我們可以采用多種(zhong)不同的方(fang)法有效地突破(po)射(she)線(xian)—光極值。”

    美國托萊多大學的(de)羅(luo)伯特·柯林斯表示(shi)，阿(a)特沃特團(tuan)隊的(de)研究是“非常關鍵的(de)第一步”。但他也(ye)認為，這(zhe)(zhe)項技(ji)術還(huan)面(mian)臨(lin)著諸多挑戰，比如，需要額外的(de)工業過程(cheng)來制造(zao)這(zhe)(zhe)些超薄的(de)薄膜(mo)，這(zhe)(zhe)會導致成本增加。（來源：英國《自(zi)然(ran)》雜志網站）