银纳米线网

SilkeChristiansen教授团队中的ManuelaGöbelt现在开发出一种优雅的新解决方案，仅使用一小部分银并完全没有铟来生产技术上有趣的电极。这位博士生最初使用湿化学技术将银纳米线悬浮在乙醇中。然后，她用移液管将该悬浮液转移到基板上，在这种情况下是硅太阳能电池。当溶剂蒸发时，银纳米线将自身组织成松散的网状物，该网状物保持透明，但足够致密以形成不间断的电流路径。

AZO晶体封装

随后，Göbelt使用原子层沉积技术逐渐应用称为AZO的高掺杂宽带隙半导体涂层。AZO由掺杂铝的氧化锌组成。它比ITO便宜得多，而且透明，但不太导电。这个过程导致在银纳米线上形成微小的AZO晶体，完全包裹它们，最后填充在空隙中。直径约120纳米的银纳米线覆盖有约100纳米的AZO层，并通过该方法封装。

质量图计算

电导率的测量表明，新开发的复合电极与传统的银栅电极相当。然而，其性能取决于纳米线相互连接的程度，这是导线长度和悬浮液中银纳米线浓度的函数。科学家们能够事先用计算机指定联网的程度。使用专门开发的图像分析算法，他们可以评估用扫描电子显微镜拍摄的图像，并预测电极的电导率。

“我们正在调查纳米线的给定连续导电路径被中断的位置，以查看网络尚未达到最佳状态，”RalfKeding解释道。即使使用高性能计算机，它仍然需要将近五天的时间来计算电极的良好“质量图”。该软件现在正在优化，以减少计算时间。“图像分析为我们提供了有价值的线索，我们需要集中精力提高电极的性能，例如通过改变电线长度或溶液中的电线浓度来增加网络，以改善覆盖率差的区域，”Göbelt说。。

传统电极的实用替代品

“我们已经开发出一种实用的，具有成本效益的替代传统丝网印刷栅极电极以及受到材料瓶颈威胁的普通ITO类型，”HZB能源转换纳米架构研究所负责人Christiansen说道。马克斯普朗克光学研究所(MPL)的项目团队。

只有一小部分银，几乎没有阴影效果

实际上，每平方米仅使用0.3克银制造新电极，而传统的银栅电极需要接近15至20克银。此外，新电极在太阳能电池上投射出相当小的阴影。“银纳米线的网络非常精细，几乎没有太阳能转换的光线因为阴影而在电池中丢失，”Göbelt解释道。相反，她希望“银纳米线甚至可能通过所谓的等离子体效应以可控的方式将光散射到太阳能电池吸收器中。