美國普林斯頓大學的研究人員發現了一種可將有機太陽能電池效率提高近兩倍的新方法。科學家們認為，這種廉價的柔性塑料裝置或將成為太陽能發電的未來。該研究成果將刊登在近期《光學快報》網絡版上。由普林斯頓大學機電工程系納米結構實驗室主任周郁（音譯）教授領導的研究團隊，通過使用納米結構的金屬和塑料三明治來收集和誘捕光線，將有機太陽能電池效率提升了175%。周教授表示，這項技術也應能提高傳統的無機太陽能集熱器，如標準的硅太陽能電池板的效率。

導致太陽能電池損失能量的兩個重要問題是：電池的光反射及無法充分捕捉進入電池的光線。研究團隊的金屬三明治新結構次波長等離子腔可同時解決這兩個問題，其具有抑制反射和捕獲光線的非凡能力。

新電池的頂層（即窗口層）使用極精細金屬網，金屬厚度為30納米，網孔直徑為175納米，間隔為25納米。該金屬網取代了以往由銦錫氧化物（ITO）材料制成的窗口層。

該網格狀窗口層與三明治結構的底層非常接近，底層使用的是與傳統太陽能電池中相同的金屬膜。兩個金屬板之間夾雜著太陽能電池板中使用的半導體材料薄帶。其可以是硅、塑料或砷化鎵中的任一種。周郁研究團隊使用的是85納米厚的塑料。

太陽能電池的網孔間隔，三明治結構厚度乃至網孔直徑，都要小于所收集的光的波長。研究團隊發現，使用這些次波長結構，使他們能夠創建出一個幾乎有來無回的光陷阱。

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此項新技術使研究團隊最終創造出一個僅反射4%光線，即光吸收率高達96%的太陽能電池。在陽光直射情況下，其光電轉換效率要比常規太陽能電池高出52%；在陰天或電池不直接面向太陽，光線以更大角度入射到太陽能板時，該結構可獲得更高的效率。通過捕捉斜射光線，新結構可額外提升81%的效率，從而使最終的效率上升達到了175%。

該項研究得到了美國高級研究計劃局、海軍研究辦公室和美國國家科學基金會的資助。