太阳能电池“雪崩效应”

    荷兰科学家的一项最新研究，为纳米半导体晶体中的电子“雪崩效应”（avalanche effect）找到了确凿的证据。该结果有望为开发经济高效的太阳能电池铺平道路。相关论文发表在《纳米快报》（Nano Letters）上。

                        图片说明：雪崩效应图示。

　　太阳能电池承载着未来大规模电力生产的希望。然而，目前的太阳能电池受到多方面限制，比如相对较低的产电效率（一般为15%左右）和较高的制造成本。一种可能的改进就是，利用半导体纳米晶体（semiconducting nanocrystals）来制造新型太阳能电池。在传统太阳能电池中，一个光子只能精确释放出一个电子，这些自由电子保证了电池的正常产电工作。释放的电子越多，太阳能电池的效率就越高。

　　然而，在一些半导体纳米晶体材料中，一个光子可以释放出两到三个电子，这也就是所谓的“雪崩效应”。在这种情况下，太阳能电池理论上的最大效率可以达到44%。此外，它们的造价也会更便宜。

　　实际上，在2004年，美国Los Alamos国家实验室的研究人员就首次测量了雪崩效应。不过从那时开始，科学界就对雪崩效应是否存在、以及这些测量的价值提出了怀疑。

　　领导最新研究的是荷兰代夫特理工大学（Technische Universiteit Delft）和物质基础研究基金会（FROM）的Laurens Siebbeles教授。他和同事证实，硒化铅（PbSe）纳米晶体中确实会发生雪崩效应。不过，这种效应并没有之前猜想的那么大。由于研究人员利用超快激光方法进行了更加认真细致的测定，因此新的研究结果或许更为可信。

　　Siebbeles相信，这项研究会为进一步揭示雪崩效应的奥秘铺平道路。