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好吧，它們實際上不是樂高®，但是如果你用顯微鏡觀察其中一塊太陽能電池板，你會看到熟悉的凸粒圖案。太陽能電池板的一個問題是，照射到太陽能電池板的大部分光能都沒有被吸收。
但是，透過在太陽能電池板中捕獲光線，研究人員發現他們可以將面板的整體效率提高多達 22%。這些結果發表在Scientific Reports 雜誌的十月刊上，研究人員來自倫敦帝國學院、比利時、中國和日本。
倫敦帝國學院物理系的尼古拉斯·海爾頓博士說：“近年來，商用太陽能電池板的效率和成本都有所提高，但與化石燃料相比仍然昂貴。由於僅吸收材料就可能佔太陽能電池板成本的一半，我們的目標是儘量減少所需的材料量。”
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“我們的技術與現代抗反射塗層相結合的成功，將使我們在實現以有競爭力的價格提供的超高效薄膜太陽能電池的道路上邁進一大步。”
海爾頓博士和他的同事們將一排排直徑僅 100 奈米的鋁製圓柱體連線到太陽能電池板的頂部——使其具有類似樂高®的外觀——它們在那裡與透過的光相互作用，導致單個光線改變方向。當光線被捕獲在太陽能電池板內部並在其吸收層中傳播更遠的距離時，會從光中提取更多的能量。
為了製造“積木”，在半導體基底之上添加了幾層砷化鎵（一種半導體）和二氧化矽（一種保護層）。然後將鋁沉積在堆疊頂部，並使用電子束光刻技術將其圖案化成凸粒。之前的嘗試使用了銀和金凸粒，因為這些材料與光有很強的相互作用，但研究人員發現，它們與光相互作用得太好，會在光進入太陽能電池板之前將其吸收。
“理解這些新結果的關鍵在於這些金屬的內部結構與光相互作用的方式。金和銀都對透過的光線有很強的影響，光線可以穿透到微小的凸粒中並被吸收，而鋁具有不同的相互作用，只是在光線經過它們進入太陽能電池時彎曲和散射光線。”
鋁比銀和金更便宜且儲量更豐富，這也很有幫助。