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Hongrui Jiang观察光源的对齐状况，照亮新一代的侧面太阳能单元。Jiang的小组开发的太阳能单元，从入射光中获取差不多三倍于现有技术的电能。

（图片来源于：Stephanie Precourt）

引言

威斯康星大学的工程师，研发了一种高性能微型太阳能电池，比类似的设备在关键性能表现方面更胜一筹。微型太阳能电池板可以为无数的个人设备供电，例如：可穿戴医疗传感器，智能手机，甚至自动对焦的隐形眼镜。大型屋顶的光伏阵列，可以垂直移动充电。昨天的《先进材料技术》杂志，描述了该小型太阳能电池，从两侧或者旁边来获取电能。并且，它们比其他侧面太阳能系统可以产生更多的能量。

研究简介

新一代的侧面太阳能电池，有希望成为便携式小型设备的又一个重要突破，因为水平的放置电极，让工程师可以避开传统的太阳能电池制造过程：需要巨大的努力，来调整单元，将多层材料一层一层放置。

“从制造的角度讲，制造并行的结构总是相对简单一些，”威斯康辛大学麦迪逊分校的电气和计算机工程教授，论文的作者Hongrui Jiang说道。“自上而下的结构，需要多层对齐，在微小尺寸上，这是很有挑战性的。”

横向的太阳能电池，也在材料选择方面，给工程师提供了很大的灵活性。自上而下的光伏单元，由围绕半导体材料的两个电极组成，就像两片面包包裹三明治。当光照射到顶部那片上，电荷从游动并且填满底层，从而产生电流。

不是通过一次构建太阳能三明治的一层，相反，Jiang的团队在透明玻璃上，设计了一个密集并排的小型电极 。结果，这样的结构，类似于整条面包的太阳能三明治放在一个碟子上，在两层之间分开捕捉光并且传导电荷。

一般来说，合成这种侧面的三明治，不是那么简单。其他的办法，依赖复杂的内部纳米线，或者称为钙钛矿的昂贵材料，达不到太阳能电池质量的多项指标。

研究成果

“我们轻易打败了所有其他的横向结构，”Jiang这么说。目前的新一代横向的太阳能电池，将1.8%的入射光，成功地转化为电能。Jiang的小组，差不多达到这个指标的三倍，完成5.2%的效率。

“在其他结构中，许多的容量被浪费，因为没有电极或者电极不匹配，”Jiang这么说，“我们开发的这项技术，让我们可以利用完全的容量，制造非常紧凑的横向结构。”

将许多电极压缩进这个小的设备中，提高了设备的“填充因子”，一个和最大的功率，电压和电流相关的指标。结构将填充因子提高到0.6，两倍于其他的横向新一代太阳电池。

Jiang和他的同事，通过开发能够进一步优化透明和导电性的材料，制造他们的太阳电池，更小且更有效。最终，他们计划开发一个微型的柔性太阳能电池，可以为可调节的隐形眼镜供电。

消息来源：http://phys.org/news/2016-08-tiny-high-performance-solar-cells-power.html

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