哈佛大學(xué)化學(xué)教授查爾斯·萊貝爾與同事日前共同研發(fā)出一種直徑僅有人類頭發(fā)兩萬分之一的太陽能電池。這種新型電池不僅可以作為電子元件用于微型電路，還是首例能夠獨(dú)立完成光電轉(zhuǎn)化的納米級(jí)設(shè)備。

新型電池是一種具有多層結(jié)構(gòu)的納米線，類似用于有線電視網(wǎng)絡(luò)的同軸電纜。但它的直徑只有同軸電纜的10萬分之一，肉眼幾乎不可見，且采用3種具有不同導(dǎo)電性能的光敏硅材料為主材。電池核心是直徑約100納米、覆有硼涂層的長(zhǎng)條狀硅晶體，外面包裹兩層分別厚50納米的多晶硅層，其中最外一層硅材料覆有磷涂層。

陽光照射納米線時(shí)，帶負(fù)電的電子離開硅晶體，形成正極微孔，也稱空穴。電子穿過硅層向外移動(dòng)，與電子數(shù)量相等但極性相反的空穴則向納米線核心移動(dòng)。當(dāng)納米線與電路接通時(shí)，電子和空穴的移動(dòng)產(chǎn)生電流，把光能轉(zhuǎn)化為電能。

查爾斯·萊貝爾表示，新型電池的光電轉(zhuǎn)化效率較高，一般能達(dá)到3％以上，最高時(shí)能達(dá)到5％。此外，新型電池以硅材料為主材，能夠承受集中光照而不受蝕分解，而且新型電池的制作成本低廉，與其他光電設(shè)備相差無幾。

萊貝爾指出，其下一步研究目標(biāo)之一，就是要想辦法克服新型電池晶體現(xiàn)存缺陷，爭(zhēng)取將該電池的能量轉(zhuǎn)化效率提高到15％。