來自國際伊比利亞納米技術實驗室（INL）的研究人員最近發展出一種新型超薄太陽能電池，這一突破性成果可能為未來輕量化和多功能的太陽能應用鋪平道路。這類電池因其低材料需求、靈活性以及較低的生產成本和時間而備受矚目。然而，當光吸收層變得極薄時，捕獲和轉換的陽光會減少，部分能量會從背面“洩漏”出去，這使得電池的效率降低。這一挑戰促使INL團隊與瑞典烏普薩拉大學展開合作，設計出一種新的“納米結構鏡”用於太陽能電池的背面。
該團隊在背面添加了一層非常薄的金屬圖案，並覆蓋上鋁氧化物，這一結構可以作為光捕獲鏡，將光線反射回電池中，使其能夠被第二次吸收。這種新的設計不僅有助於提升光線管理，還能降低電池背面表面的電能損失，這一過程被稱為界面鈍化，能有效防止電子重新結合而浪費能量。通常，製作這樣的納米結構相當昂貴且複雜，但INL團隊採用了一種一步法的“納米壓印光刻”技術，這種技術使得生產過程更快，且更適合工業化生產。
在測試中，這些超薄的ACIGS（Ag,Cu)(In,Ga)Se₂太陽能電池的效率提升了約1.5%，這主要是因為電池吸收了更多的光線。研究團隊發現，當在842°F（450 °C）下製造時，這些電池的性能最佳，這樣可以防止金原子擴散，這是一個常見的問題，會影響性能。此外，這些電池還能在塑料薄膜等柔性材料上使用。根據INL團隊的說法，這一新設計同時解決了兩個關鍵挑戰，分別是光管理（捕獲更多光子）和界面鈍化（降低能量損失），這使得超薄、柔性太陽能電池在現實世界中的應用變得更加實用，例如在車輛、建築或可攜設備上的輕量化面板。
這一發展不僅提高了太陽能電池的效率，還為未來的柔性高性能太陽能面板鋪平了道路。研究小組的首席作者安德烈·維奧拉斯表示：“這一架構為我們提供了一種強大的方法來管理光線，並在保持製造可行的同時減少超薄設備中的界面重新結合。”另一名研究員珍妮弗·泰謝拉指出：“這篇論文是我們將光管理和界面鈍化結合的成果，通過能夠合併這兩者，我們開始創造新型的太陽能電池架構。”這項研究的結果在《Solar RRL》期刊中發表，並為未來的太陽能技術提供了新的視角。
