新太阳能转换技术下的超高效率电池

Scitech Solar近日宣布，来自美国、比利时和韩国的科学家正在研究一种全新的方法，用于收集太阳能并将其转换为直流电能，这也使得设计、制造一种新型太阳能转换器成为可 能。Scitech Solar表明，这项突破性的科技将大大提高能量的转换效率，并且与现有的太阳能电池相比，成本也被大幅度降低。

Scitech Solar 此技术具有较强的可扩展性，可持续发展能力、适应能力都比较强，并且不对环境造成污染。这也使得制造商可以在某种材料出现短缺时，很快地以最经济的方式采用新型材料。 此技术基于一种独特的“光整流”过程，通过一个构造简易，成本低廉的单一元件从太阳能的红外至可见光谱中吸取能量。



这种大幅吸收太阳光谱的方式与传统太阳能电池相比有效地提高了转换效率。这个单一元件电池具有吸收太阳能的天线和将太阳能吸收、转换为电能的整流器的双重身份。此装置被称为“硅整流二极管天线”，其已被用于微波输电领域，并且效率高达90%。 由于此装置由金属电线制成，半导体能带的局限性将不再是限制效率的因素。

此外，这个单一元件电池可以在高温下正常工作。而对于传统半导体电池来讲，当温度高于200华氏度时，电池的性能将受到很大影响。 通过大量的计算机模拟，科学家进行了非几何对称的金属-真空-金属隧道结的量子计算，用以模拟单一元件硅整流二极管天线装置。

在模拟过程中，该隧道结被光照射，以模拟太阳光谱(下图)。计算机模拟的结果与该装置运行的实际整流结果一致，而且结果也证明了对于太阳光在可见光区域整流的可行性，并会有直流电流产生。科学家们实现了比现有太阳能电池更高的效率，甚至最高可达50%。 科学家们正在建造装置原型，包括更加耐用的天线结构，以及提高输出及效率。

这么高的转换效率？

这将是革命性进步