荷蘭科學(xué)家的一項最新研究，為納米半導(dǎo)體晶體中的電子“雪崩效應(yīng)”（avalanche effect）找到了確鑿的證據(jù)。該結(jié)果有望為開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的太陽能電池鋪平道路。相關(guān)論文發(fā)表在《納米快報》（Nano Letters）上。
圖片說明：雪崩效應(yīng)圖示。
太陽能電池承載著未來大規(guī)模電力生產(chǎn)的希望。然而，目前的太陽能電池受到多方面限制，比如相對較低的產(chǎn)電效率（一般為15%左右）和較高的制造成本。一種可能的改進(jìn)就是，利用半導(dǎo)體納米晶體（semiconducting nanocrystals）來制造新型太陽能電池。在傳統(tǒng)太陽能電池中，一個光子只能精確釋放出一個電子，這些自由電子保證了電池的正常產(chǎn)電工作。釋放的電子越多，太陽能電池的效率就越高。
然而，在一些半導(dǎo)體納米晶體材料中，一個光子可以釋放出兩到三個電子，這也就是所謂的“雪崩效應(yīng)”。在這種情況下，太陽能電池理論上的最大效率可以達(dá)到44%。此外，它們的造價也會更便宜。
實際上，在2004年，美國Los Alamos國家實驗室的研究人員就首次測量了雪崩效應(yīng)。不過從那時開始，科學(xué)界就對雪崩效應(yīng)是否存在、以及這些測量的價值提出了懷疑。
領(lǐng)導(dǎo)最新研究的是荷蘭代夫特理工大學(xué)（Technische Universiteit Delft）和物質(zhì)基礎(chǔ)研究基金會（FROM）的Laurens Siebbeles教授。他和同事證實，硒化鉛（PbSe）納米晶體中確實會發(fā)生雪崩效應(yīng)。不過，這種效應(yīng)并沒有之前猜想的那么大。由于研究人員利用超快激光方法進(jìn)行了更加認(rèn)真細(xì)致的測定，因此新的研究結(jié)果或許更為可信。
Siebbeles相信，這項研究會為進(jìn)一步揭示雪崩效應(yīng)的奧秘鋪平道路。