最近，研究人員正努力通過使用超快脈沖激光器來研發(fā)讓太陽能電池更加實惠有效的技術。

　　美國普渡大學激光工程中心董事兼機械工程教授，Yung Shin指出，“該技術創(chuàng)新有望克服阻礙太陽能電池普及的兩大難題：減少生產成本以及提高太陽能轉換成電能的效率。”

　　Yung Shin 教授指出，“關鍵之處在于通過‘微通道’將一系列太陽能板連接成能產生可使用能量系列。傳統(tǒng)的‘劃片’方法---使用觸針機械地創(chuàng)建通道的方法，效率低下、成本昂貴、生產出來的通道性能不佳、影響太陽能電池的性能。”

　　Shin指出，“通過薄膜制造法，大大的降低了太陽能電池的生產成本；但是很難利用這些薄膜生產出高質量的微通道。商用機械劃片發(fā)不能生產出高質量、完善的通道。盡管我們對激光劃片發(fā)做了仔細的研究，但是我們目前還無法對激光進行精確控制而生產出達到精確規(guī)格要求的微通道。”

　　研究人員希望通過“超短激光脈沖”在薄膜太陽能電池中創(chuàng)建微通道從而極大地降低成本而又能提高其效率。

通過超短激光脈沖劃片的太陽能電池微通道

　　該圖是通過掃描電子顯微鏡拍攝的。圖片顯示了通過超快脈沖激光產生的微通道。

　　由美國國家科學基金會（NSF）贊助42.5萬美元、為期三年的工程，由Shin以及工業(yè)工程部副教授Gary Cheng共同組織。在2011年1月舉行的NSF工程研究與創(chuàng)新會議匯刊上發(fā)表的一則研究論文說明了該技術的可行性。該研究論文是由Shin、Cheng以及研究生Wenqian Hu、Martin Yi Zhang 以及Seunghyun Lee共同完成的。

Shin指出，“太陽能電池的效率很大程度上依賴于微通道劃片的精確度。如果這些微通道足夠精確，那么太陽能電池的效率就會得到大幅度提升。”

　　調查結果顯示，超快激光脈沖能生成精確深度和尖銳邊界的微通道。該激光脈沖僅持續(xù)幾微微秒或者千萬億分之一秒。由于這種脈沖的短暫性，它不會對薄膜造成任何熱損害；并通過一種叫做消融”的程序以精確的方式移除一些物質。

　　Shin指出，“這種方式能夠在每個物理層表面創(chuàng)建非常干凈的微通道。你能用高速-幾十米每秒的速度完成，而這是通過機械劃片無法完成的。這種做法非常復雜，因為需要對激光進行準確的控制以便其每次只通過薄膜的一個物理層（物理層非常薄）。你能通過這種激光來完成操作，因為你能對其深度進行精確的控制，精確到10至20納米。”

　　傳統(tǒng)太陽能電池往往都很昏暗，而新興薄膜太陽能電池明亮且多變化，因而能被用在屋頂瓦礫、建筑立面或者天窗玻璃上。從能量利用效率方面來看，薄膜太陽能電池占據(jù)全球光伏市場20%的份額，并有望在2013年達到31%。

　　調查人員計劃在此三年期內為該激光消融法構建一個科學基地。該工程由NSF土木機械與生產創(chuàng)新部資助。