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       最近，研究人員正努力通過使用超快脈沖激光器來研發(fā)讓太陽能電池更加實(shí)惠有效的技術(shù)。

　　美國普渡大學(xué)激光工程中心董事兼機(jī)械工程教授，Yung Shin指出，“該技術(shù)創(chuàng)新有望克服阻礙太陽能電池普及的兩大難題：減少生產(chǎn)成本以及提高太陽能轉(zhuǎn)換成電能的效率。”

　　Yung Shin 教授指出，“關(guān)鍵之處在于通過‘微通道’將一系列太陽能板連接成能產(chǎn)生可使用能量系列。傳統(tǒng)的‘劃片’方法---使用觸針機(jī)械地創(chuàng)建通道的方法，效率低下、成本昂貴、生產(chǎn)出來的通道性能不佳、影響太陽能電池的性能。”

　　Shin指出，“通過薄膜制造法，大大的降低了太陽能電池的生產(chǎn)成本；但是很難利用這些薄膜生產(chǎn)出高質(zhì)量的微通道。商用機(jī)械劃片發(fā)不能生產(chǎn)出高質(zhì)量、完善的通道。盡管我們對激光劃片發(fā)做了仔細(xì)的研究，但是我們目前還無法對激光進(jìn)行精確控制而生產(chǎn)出達(dá)到精確規(guī)格要求的微通道。”

　　研究人員希望通過“超短激光脈沖”在薄膜太陽能電池中創(chuàng)建微通道從而極大地降低成本而又能提高其效率。

通過超短激光脈沖劃片的太陽能電池微通道

　　該圖是通過掃描電子顯微鏡拍攝的。圖片顯示了通過超快脈沖激光產(chǎn)生的微通道。

　　由美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）贊助42.5萬美元、為期三年的工程，由Shin以及工業(yè)工程部副教授Gary Cheng共同組織。在2011年1月舉行的NSF工程研究與創(chuàng)新會(huì)議匯刊上發(fā)表的一則研究論文說明了該技術(shù)的可行性。該研究論文是由Shin、Cheng以及研究生Wenqian Hu、Martin Yi Zhang 以及Seunghyun Lee共同完成的。

Shin指出，“太陽能電池的效率很大程度上依賴于微通道劃片的精確度。如果這些微通道足夠精確，那么太陽能電池的效率就會(huì)得到大幅度提升。”

　　調(diào)查結(jié)果顯示，超快激光脈沖能生成精確深度和尖銳邊界的微通道。該激光脈沖僅持續(xù)幾微微秒或者千萬億分之一秒。由于這種脈沖的短暫性，它不會(huì)對薄膜造成任何熱損害；并通過一種叫做消融”的程序以精確的方式移除一些物質(zhì)。

　　Shin指出，“這種方式能夠在每個(gè)物理層表面創(chuàng)建非常干凈的微通道。你能用高速-幾十米每秒的速度完成，而這是通過機(jī)械劃片無法完成的。這種做法非常復(fù)雜，因?yàn)樾枰獙す膺M(jìn)行準(zhǔn)確的控制以便其每次只通過薄膜的一個(gè)物理層（物理層非常?。?。你能通過這種激光來完成操作，因?yàn)槟隳軐ζ渖疃冗M(jìn)行精確的控制，精確到10至20納米。”

　　傳統(tǒng)太陽能電池往往都很昏暗，而新興薄膜太陽能電池明亮且多變化，因而能被用在屋頂瓦礫、建筑立面或者天窗玻璃上。從能量利用效率方面來看，薄膜太陽能電池占據(jù)全球光伏市場20%的份額，并有望在2013年達(dá)到31%。

　　調(diào)查人員計(jì)劃在此三年期內(nèi)為該激光消融法構(gòu)建一個(gè)科學(xué)基地。該工程由NSF土木機(jī)械與生產(chǎn)創(chuàng)新部資助。