太阳能电池技术获突破，新型变形半导体材料是秘密武器

Spectrolab有限公司科学家在最近发表的太阳能电池制造研究论文中称，他们研制出的太阳能电池超越了具有里程碑意义的40%效率限制，40%效率是所有光电设备所能获得的最高效率。他们的研究成果刊登在了最近一期的《应用物理学通讯》杂志上。

当今最常用的太阳能电池，比如为家庭和建筑提供辅助电力的太阳能电池，都是独靠太阳的单结硅太阳能电池。这些太阳能电池只能利用太阳自然产生的光亮度，且其最佳效率限定于一个相对狭窄的光子能量范围中。

Spectrolab有限公司研究小组对聚光多重接合太阳能电池进行了实验，使用高强度的太阳光，其强度相当于透过透镜或者镜子聚集的100个太阳光强度的总和。很显然，多重接合太阳能电池可利用波长范围较广的日光，比单结太阳能电池更加有效率。

此高效太阳能电池研发成果的主要研究者理查德德.R.金博士称，“由于他们能使用一种新等级的变形半导体材料，让多重接合太阳能电池有更大的自由度，以最佳化太阳能光谱的转换，因此，这些结果格外让人受鼓舞。这些材料的最佳效能暗示了未来还会有效能更高的太阳能电池出现。”

在设计中，多重接合太阳能电池通过使用三个子电池的能带隙将太阳光谱区分成三个较小的区块。 每个子电池均能有效地将光转换成电流。其转换效率经测量后达40.7%，变形多重接合聚光太阳能电池超越了单结1000倍阳光下37%的理论值极限。

然而，Spectrolab公司的主要业务是供应光伏电池与太阳能电池板给航天业（他们的太阳能电池有很多用于轨道人造卫星上）。该公司期望这项突破能够应用于地面商业化太阳能发电上。Spectrolab公司科学家同时还预测，使用三个以上连接、并改善材料与设计，将能够达到58%的理论效率值，这表示，聚光太阳能电池的效率可以超过45%，甚至于在未来超越50%。

这项高效能太阳能电池研究的部分研究资金由美国能源部再生能源实验室赞助。该研究将在“阳光美国计划”中扮演重要角色。“阳光美国计划”旨在2015年时，使太阳能发电在价格上比传统发电更具竞争力。该公司表示这些太阳能电池将为聚光系统制造商提供帮助，使发电成本比当今传统发电方式更具竞争力。






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* 什么是太阳能电池？
太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，其将高纯度的半导体材料加入一些不纯物使其呈现不同的性质，如加入硼可形成 P 型半导体，加入磷可形成 N 型半导体，PN 两型半导体相结合后，当太阳光入射时，产生电子与电洞，有电流通过时，则产生电力。