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    據(ju)英(ying)國《自然》雜志(zhi)網(wang)站近日報道，盡管(guan)薄(bo)膜太陽能電(dian)池(chi)應用廣(guang)泛，但其(qi)也有(you)“先(xian)天不(bu)足”：薄(bo)膜越薄(bo)，制(zhi)造(zao)成本越低，但當(dang)其(qi)變(bian)(bian)得(de)更薄(bo)時，會(hui)失去捕(bu)光能力(li)。美國科學家表示(shi)，當(dang)薄(bo)層厚度(du)等于或小于可(ke)(ke)見(jian)光的(de)波長(chang)時，其(qi)捕(bu)光能力(li)會(hui)變(bian)(bian)得(de)很強。科學家們可(ke)(ke)據(ju)此研制(zhi)出厚度(du)僅為現在商用薄(bo)膜太陽能電(dian)池(chi)厚度(du)的(de)1%、但捕光能力(li)卻(que)大有改善(shan)的薄膜太陽能電(dian)池。

    科學家(jia)們用(yong)射線—光(guang)極值(zhi)(zhi)這(zhe)一(yi)理論最大(da)捕光(guang)值(zhi)(zhi)來(lai)標識(shi)一(yi)種材料(liao)最多(duo)能(neng)捕獲多(duo)少光(guang)線，但是，只有當(dang)材料(liao)具有一(yi)定的(de)厚(hou)度時(shi)，才能(neng)達到這(zhe)一(yi)峰(feng)值(zhi)(zhi)。目前，科學家(jia)們已(yi)經制造出了吸光(guang)層的(de)厚(hou)度僅為(wei)0.1納米的薄膜太(tai)陽能(neng)電(dian)池，但(dan)這樣纖細(xi)的薄膜會漏掉很(hen)多(duo)光。

    然而，現在(zai)，加州理(li)工學院應用(yong)物理(li)和材料科(ke)學教授哈(ha)里(li)·阿特沃特和同(tong)事在(zai)最新(xin)一(yi)期《納米快報》雜志上指出，他(ta)們(men)找到了一(yi)種巧妙的(de)方法，使薄(bo)層能(neng)幫助(zhu)太陽能(neng)電(dian)池超(chao)越射線—光(guang)極值。他(ta)們(men)發現，當薄(bo)層的(de)厚度(du)小于可(ke)見(jian)光(guang)的(de)波(bo)長（400到700納(na)米）時(shi)，薄層會同這些可見光的波(bo)特性相互(hu)作(zuo)用(yong)而(er)不是將可見光看(kan)成一(yi)條直直的射(she)線。阿特沃(wo)特說：“當(dang)我們制(zhi)造出(chu)的薄層厚(hou)度等(deng)于或小于可見光的波(bo)長時(shi)，一(yi)切規則都改變了(le)。”這樣，一(yi)種材料的吸光能(neng)力不再取決于厚(hou)度，而(er)取決于光線和吸收(shou)材料之間的波(bo)作(zuo)用(yong)。

    通過計算和(he)計算機模擬，阿特(te)沃(wo)特(te)團隊(dui)證明，讓(rang)(rang)一(yi)種(zhong)材(cai)料對光更(geng)有“胃口”的技巧在(zai)于，制造出更(geng)多(duo)“光態”讓(rang)(rang)光來占領，這些“光態”就像狹縫一(yi)樣，能吸收特(te)定波(bo)長的光。一(yi)種(zhong)材(cai)料的“光態”數量部分(fen)取決于該材(cai)料的折(zhe)射率，折(zhe)射率越高，其能支持的“光態”就越多(duo)。

    其實，早在2010年(nian)，斯坦福大(da)學的(de)教授范汕洄（音譯）和同事就將“光(guang)(guang)態”數確定為一種(zhong)材(cai)料(liao)能(neng)吸入多少(shao)光(guang)(guang)線的(de)主要因(yin)素。他們用一種(zhong)折射率較高的(de)材(cai)料(liao)將一種(zhong)折射率低的(de)材(cai)料(liao)包圍，結果發現(xian)，高折射率材(cai)料(liao)的(de)出現(xian)能(neng)有效提(ti)高低折射率材(cai)料(liao)的(de)折射率，增(zeng)強其捕光(guang)(guang)能(neng)力。

    阿特沃特團隊對(dui)上述結論進(jin)行了延伸，最新研究表明(ming)，薄膜(mo)吸光器(qi)內擠滿(man) “光態”會大(da)大(da)增強(qiang)其捕光能力。而且，可通過幾種(zhong)方式(shi)（比(bi)如(ru)，用金屬或晶體結構包住吸光層或將吸光器(qi)嵌(qian)入一個更復(fu)雜的三維陣(zhen)列(lie)中）來提高吸收器(qi)的有效折射率。范汕洄表(biao)示：“最新研究表(biao)明，我(wo)們可以(yi)采用多種(zhong)不(bu)同的方法有效地突(tu)破射線(xian)—光極值。”

    美國(guo)托(tuo)萊多大學的羅(luo)伯特(te)(te)·柯林斯(si)表示，阿特(te)(te)沃(wo)特(te)(te)團隊的研究(jiu)是“非常關鍵的第一步”。但(dan)他也認為，這(zhe)項技(ji)術還(huan)面臨(lin)著諸(zhu)多挑戰，比如，需要額外的工業(ye)過(guo)程來制造這(zhe)些超薄的薄膜，這(zhe)會導致(zhi)成本增加。（來源：英國(guo)《自然(ran)》雜志網(wang)站(zhan)）