凱利·卡切波爾

基本信息

• 中文名：凱利·卡切波爾
• 國籍：美國
• 職業：學者 物理學家
  

1995年，凱利·卡切波爾完成了她的物理學本科學歷後，決定進入一個停滯不前的領域：太陽能電池。2006年，已經成為博士後的卡切波爾獲得了一項重大的發現，推開了製造光電轉換率更高的薄膜太陽能電池的大門。這個進步或許可以讓太陽能在同化石燃料的博弈中更具競爭優勢。卡切波爾現在是澳大利亞國立大學等離子研究團隊的一員。
薄膜太陽能電池一般用非晶矽或者碲化鎘製造，與常規的由更厚而且更昂貴的矽晶片製造的太陽能電池相比，成本更低。當然，薄膜太陽能電池的效率也更低，因為，如果一個電池的厚度比射入光線的波長還短時，光線就更難被吸收和轉換。因此，僅僅幾微米厚的薄膜電池只能微弱地吸收一些近紅外的波長。如此一來，薄膜電池的光電轉化率只有8%到12%，而一般晶矽太陽能電池的轉換率能達到14%到19%。而要產生更多的電能就需要製造更大的設備，這就大大限制了太陽能技術的套用範圍。
當金屬表面的電子被入射的光線刺激後，會形成電漿振盪。在傳統的矽基太陽能電池的製造中，很多人都利用電漿效應，從而保證電池更加高效，但是卻沒有人利用這個效應來製造薄膜電池。卡切波爾發現，她敷在一塊薄膜太陽能電池表面的銀納米粒子，並不會像鏡子一樣完全反射直接照射到其表面的光線。相反，粒子表面上形成的電漿將使光子偏斜，這樣，這些光子會在薄膜電池內部來回反射，以便於長波長光的吸收。
卡切波爾的測試設備的光電轉化效率比普通的薄膜太陽能電池高30%左右。如果卡切波爾能把她的納米粒子技術和大規模製造薄膜電池結合起來，很可能會改變太陽能電池技術領域的平衡，加速太陽能取代傳統化石燃料能源的步伐。薄膜太陽能電池不僅能獲得更多的市場份額（目前，其在美國的市場份額為30%），同時，也會加速整個光伏產業的發展。
毫無疑問，在薄膜太陽能電池製造上，碲化鎘將慢慢取代矽。但是碲是稀有元素，專家們擔心它的供給可能無法滿足需求。而在這方面，矽則更有優勢。
目前已經有多家公司向卡切波爾拋出了“橄欖枝”。但是，卡切波爾希望在商業化這項技術之前，能夠更好地完善它。同時，澳大利亞斯文本科技大學的研究人員們也正和業界巨頭、世界上最大的矽基太陽能電池製造商中國尚德太陽能電力有限公司開發他們的電漿薄膜太陽能電池製造技術，據稱，該公司的電漿太陽能電池有望在4年內實現商業化。