俄开发出新型非晶硅太阳能电池涂层
可提升太阳能电池效率
2017年11月16日，俄罗斯ITMO大学的科学家已经开发出一种基于非晶硅的新型太阳能电池涂层，该涂层结合了电极和光捕获结构的特性。研究人员采用该涂层可以减少反射光，避免太阳能电池过热，整体效率可提高20％。而且，由于其成本相对较低且工艺简单，所以该方法非常适合于工业需求。
目前可以使用广泛的材料来制造太阳能电池。例如基于非晶硅的太阳能电池是一种很薄的透明薄膜，可以应用于任何物体的表面，包括窗户玻璃。在制造太阳能电池方面，找到减少电池光反射的办法，避免透明电极过热是一件至关重要的事情。另一个关键问题则涉及活性层厚度的优化，这确保到达太阳能电池的每个光子都变成电力。
ITMO大学的科学家设计了一种新颖的方法来解决这些问题，将液滴状玻璃颗粒置于顶部电极的内部。所得到的结构起到电极作用的同时也起到了聚光的作用。
该研究的作者Mikhail Omelyanovich表示：“为了在太阳能电池表面形成这样的结构，我们使用了氧化锌铝的原子层沉积技术。毫不夸张地说，我们是一个原子一个原子的构建电极。因此，整体太阳能电池效率提高了20％。而且，这种电极可以用于非晶硅之外的任何材料组成的薄太阳能电池。”
该研究团队花费了数年的时间开发了这种廉价的、对企业具有吸引力的太阳能电池制造方法。
Mikhail Omelyanovich表示：“三年前，我们试图用微球覆盖电池的表面。尽管这大大改善了光吸收，但其主要缺点是反射率较高。我们考虑去除微球的顶部，以便制作一种类似于将光聚焦在太阳能电池上的透镜。然而，在实践这个想法的同时，我们发现了一个更好的结构。总体而言，最终的解决方案超出了我们基于理论计算的预期。”
据作者介绍，制造具有这种表面涂层的太阳能电池不需要复杂的技术，而且该工艺非常适用于批量生产。
日本NEDO成功开发出
新型高性能多孔质热电材料
▲使用多孔质硅化镁系热电材料试制的
热电转换模块
2017年11月17日，在日本NEDO项目下，日本株式会社白山（以下简称“白山”）成功开发一种多孔质p型硅化镁系热电材料，拥有传统n型热电材料六成以上的功率因子性能，这在全球尚属首次。
NEDO自2015年度开始推进“未利用热能革新性活用技术研究开发”项目，为了进一步促进相关事业的创新和项目成果开发，有必要在该事业领域内加速相关技术种子的发掘、加快技术课题的解决。为此，针对项目正在开发的“热电转换材料·器件高性能高可靠化技术开发”，NEDO推进了至今从未尝试过的新技术、新材料等的挖掘，以确认未来进行正式研究的可能性为目的，进行了小规模研究开发。
此次白山与日本石川县工业试验场、北陆先端科学技术大学院大学共同合作，使用以镁（Mg）-硅（Si）-锡（Sn）为原材料的基础材料，利用造孔剂（聚乙烯醇：PVA）对其进行了多孔质化处理，成功开发出了一种多孔质n型热电材料。而且，该研究团队还将该方法发展应用在了p型热电材料中，通过进行以电子结构计算为基础的物性预测，成功创造出了多孔质p型硅化镁（Mg-Si-Sn）系热电材料，这在全球尚属首次。
今后该研究团队将利用该材料努力实现能够将汽车发动机的废热及工业领域300～400℃的未利用热能转换成电力的低成本、高耐久性热电转换模块。
美国量子点应用取得新突破
2017年11月20日，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）官网公布消息称研发团队实现了一项突破性进展，利用化学合成的半导体纳米晶体（称为量子点）的电激发薄膜成功将光放大。量子点薄膜与现在普遍存在的发光二极管（LED）非常类似，但是在这种情况下需设计为维持光学增益体系所需的高电流密度。
人们每天都可以在激光指示器、条形码阅读器中看到激光二极管，而这种器件的关键元件是光学增益介质，它不是吸收入射光而是将其放大。
▲透射电子显微镜（左）- 设备示意图（中）- 正在运行的设备（右）
洛斯阿拉莫斯量子点团队负责人Victor Klimov说：“电激发量子点的光学增益现在已经成为现实。我们一直在努力开发新的激光介质，使用化学合成的量子点，尽管普遍认为量子点电激发是不可能的。通过使用我们特别设计的点，我们可以避免俄歇复合造成的能量损失。”
研究成果证明新一代高度灵活的电泵浦激光器的可行性，这些解决方案可以补充甚至最终取代应用更复杂、更昂贵的真空外延技术制造的现有激光二极管。未来这些器件可以实现各种应用，从应用于显示器和投影仪的RGB激光模块到应用于生物和化学诊断的多波长微型激光器。
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