美國(guó)萊斯大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新的材料生產(chǎn)工藝，透過(guò)在硅晶蝕刻出奈米級(jí)的突起或孔隙，穿透近100%光線，使達(dá)到太陽(yáng)能電池的陽(yáng)光最大化，從而讓99%以上的陽(yáng)光都能接觸到電池活性元素。

萊斯大學(xué)的化學(xué)家Andrew Barron與Yen-Tien Lu采用一種可在室溫下作業(yè)的單一步驟工藝，取代了以往結(jié)合金屬沉積和化學(xué)蝕刻的2步驟工藝。

透過(guò)化學(xué)蝕刻可實(shí)現(xiàn)硝酸銅、亞磷酸、氟化氫與水的混合。而當(dāng)施加在硅片時(shí)，亞磷酸縮減銅離子形成銅奈米粒子。這種奈米粒子可從硅片表面吸收電子，使其氧化，并且讓氟化氫在硅晶中燒出倒三角形的奈米孔隙。微調(diào)過(guò)程中產(chǎn)生了帶有小至590nm孔隙的黑硅層，可穿透99%以上的光線。相形之下，一個(gè)未經(jīng)蝕刻的干凈硅晶則反射近100%的光線。

“黑硅”是幾乎不反射光線的，且具有比光波長(zhǎng)更小的奈米級(jí)突起或孔隙所形成的高度表面紋理。無(wú)論是日出到日落，這種紋理表面均有助于從任何角度有效率地收集到光線。

Barron表示，表面突起尖刺仍需采用涂層來(lái)與元素隔離，目前研究團(tuán)隊(duì)正致力于找到可縮短目前在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行蝕刻需要8小時(shí)工藝的方法。不過(guò)，這種以單一步驟工藝簡(jiǎn)化黑硅的開(kāi)發(fā)，已經(jīng)使其較以往的方法更具實(shí)用性了。