振作起来，未来的等离子太阳能电池来了

我们一直在等离子技术领域保持关注，并且刚刚从荷兰与加州理工学院合作获得了有趣的新进展。如果荷兰的连接不完全成功，请回想一下加州理工学院是NASA喷气推进实验室的机构所在地，该实验室在光子学相关领域投入了巨资。

至于荷兰的角度，那就是隶属于荷兰科学研究组织的FOM Institute AMOLF。AMOLF已经与加州理工学院（Caltech）合作了等离子技术，所以，让我们看看它们在影响下一波低成本，高效率太阳能电池方面的发展。

艺术家对等离子电效应的印象（图像旋转），©AMOLF / Tremani通过AMOLF。

等离子效应

对于刚接触该主题的人来说，等离激元（也称为等离子效应）是指某些金属捕获光并将其转换为电荷的能力。

有关更多详细信息，您可以在我们的姊妹网站PlanetSave上查看有关等离激元的文章，但是现在，我们只说等离激元是指当暴露于光时处于激发态的电子。

当今的太阳能电池技术基于硅和其他半导体，因此在混合物中引入另一类材料可能会破坏在成本，效率和应用方面广泛开放的太阳能领域。

想一想与传统的硅太阳能电池相比，新一代柔性，轻量薄膜太阳能电池所提供的新机遇，您将看到未来会带来什么。

等离子体效应实际上在阻滞之前已经存在了几个世纪。如AMOLF印刷机材料中所述，早期教堂建筑的彩色玻璃大师通过将微小的金属颗粒嵌入玻璃中来创造鲜艳的色彩，以增强光的吸收和扩散。

等离子体领域的一些最新进展包括劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）生产的“黑金属”太阳能电池，该电池由刻有纳米级柱的表面组成。加州大学戴维斯分校正在采用一种类似的方法，称为“金纳米棒林”。

是的，有一个等离激元石墨烯角，但我们将其保存另一个时间。

AMOLF-Caltech等离子协作

AMOLF和Caltech之前已经研究了暴露于激光的金纳米球的等离子体效应。该研究发现，纳米球在暴露于蓝光时表现出负电荷的电势，而在红光下表现出正电势。

接下来的步骤构成了新的等离激元研究的基础（如果您想检查的话，该文章刚刚在《科学》杂志上发表），该团队采取了与Lawrence Livermore或UC-Davis不同的方法。

他们没有制造杆或柱，而是设计了由仅20纳米厚的金膜组成的微小电路，在其中钻出了直径仅为100纳米的孔（对于您来说，纳米是十亿分之一米）在家得分）。

测量等离激元效应（由AMOLF提供）。

由AMOLF提供的上述p显示（a）暴露在光下的金属纳米粒子的渲染图；（b）金膜中纳米级孔的电子显微镜图像；（c）对不同间距进行测量的图表（d）解释其电位的相同测量结果。

这是AMOLF研究的愉快回顾：

……这些金属孔阵列具有明亮的等离子体共振，其波长可以通过孔之间的间距来控制。当用激光照射这些电路并逐渐将光的颜色从蓝色变为红色时，发现蓝光为负电位（-100 mV），红光为正电位（+100 mV）。

从何时起黄金比煤炭便宜？

当您看到与能源技术相关的黄金时，您必须要考虑到成本因素太高了。如果您看一下燃料电池技术，肯定会说出一些思路，燃料电池技术之所以受到冲击，部分原因是使用了昂贵的铂催化剂。

因此，不要屏住呼吸，让闪亮的新金色太阳能电池滚来滚去。

另一方面，加州理工学院的基础研究可能会导致发现其他太阳能友好金属，这些金属在成本效益甚至效率方面都可以击败黄金。

这将我们带入另一个角度来考虑，即从摇篮到摇篮的成本。在薄膜上打孔，甚至在纳米级打孔，都有助于新兴的低成本，高通量制造技术，这些技术正在推动清洁能源的发展。使用有助于高效，低碳的回收和循环利用过程的金属将完善这一循环。

现在比较太阳光作为煤炭或天然气和石油的能源成本。太阳能电池阵列完成后，能源从天上降落下来，是免费的。有了化石燃料，就不那么多了。除了气候变化问题，在建造化石电厂后，您仍然必须承担稳定的费用以使其运行，包括与燃料提取，制备和运输有关的当地公共卫生，经济和环境风险因素。

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