在太阳能电池效率方面，黑色似乎是新的黑色。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）的一组研究人员提出了一种方法，该方法通过创建蚀刻有纳米级结构的“黑金属”来提高太阳能电池的效率，这些纳米级结构从整个太阳光谱的波长中收集能量。这个想法是要利用等离子体效应，如果这项研究迅速发展，它可以使太阳能市场的主要可负担性目标从高日照地区扩展到几乎任何地方。
沿着类似的思路，我们一直在追踪“黑硅”研究，该研究使用纳米级蚀刻来增加太阳吸收，所以让我们仔细研究一下两者，看看发生了什么。
黑金属提高太阳能电池的效率
松散地说，LLNL太阳能电池效率项目涉及在纳米级“粗化”金属，这是该概念与其硅基表亲交叉的地方。随机的纳米级不规则性增加了反射次数，捕获了更多的光。
结果是黑色表面具有比原始材料更低的反射率和更高的吸收率，覆盖了光谱的可见和红外部分。
LLNL的作家肯尼思·卡马（Kenneth K Ma）表示，金和银黑金属的现有工作遇到了制造障碍，在该障碍中，很难复制全部的太阳吸收率。
该研究小组从那个角度进行工作，并开发了一种“纳米柱”结构，该结构可以以更大的可预测性进行操纵，从而使该团队能够“任意选择黑色”来制造金属。
顺便说一句，LLNL有一些竞争。这项研究早在5月份就发表了《应用物理快报》的封面，但来自中国的一个团队也在4月份的在线版本中发布了其光收集纳米柱结构的工作结果。
加州大学圣塔芭芭拉分校（UC-Santa Barbara）也参与了纳米柱赛，该公司一直在开发基于“金纳米棒林”的高效太阳能电池。
黑金属和等离子效应
这导致我们进入下一个问题，那就是金属如何从阳光中产生电荷。基本上，它与硅等半导体的想法相同，在后者中，阳光会导致电子移动位置，从而留下带正电的“空穴”。
在金属中，这种位移会产生类似于声波的自由电子和电磁脉冲，称为等离激元。
纳米棒方法提供了一种控制和操纵等离子体效应的方法，但是还有其他方法。例如，在斯坦福大学的一个团队正在研究“华夫铁”等离激元概念，该概念涉及在半多孔金属二氧化钛层中创建纳米级酒窝。
同时，布法罗大学的一个团队正在测试一种低效率，低成本的太阳能电池，该太阳能电池将等离子体激元效应整合到了薄膜有机太阳能电池中。这个想法是创造一种可负担的太阳能“涂料”，该涂料可以应用于建筑表面。
在元层次上，杜克大学一直在研究原子级解释等离激元效应的方法，方法是研究金纳米颗粒与金薄膜相互作用时发生的光学散射。
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