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美国国家再生能源实验室(NREL)研发的新型太阳能电池,转换效率已打破新记录,在与阳光相同光照条件下效率逼近40%。

在与太阳相当的光照条件下,团队研发的量子阱太阳能电池转换效率高达39.5%,相较之下,常见的晶体硅太阳能电池和新兴钙钛矿太阳能电池的效率最高多落在25%,而结合两种材料优势的串叠型太阳能电池效率则接近30%。

新型太阳能电池为反转形变多接面(inverted metamorphic multi-junction,IMM)电池架构,内有三的太阳能电池接面,顶部是磷化镓铟、中间是砷化镓、底部则是砷化镓铟,三种材料专门捕捉不同波长的光,让太阳能电池可以发出更多的电力。

另一个促成新记录效率的原因为中间层的“量子阱”,通过将导电层夹在其他两种具有更宽能隙的材料中间,进而将电子束缚在平面区域内,让材料能够捕捉更多的光,而新型太阳能电池的中间层就包含多达300个量子阱。

团队之所以强调“现实条件下”的资料,主要是因为过去许多漂亮成绩都创建在实验室环境中,实验室自然有着高度集中的光照,但现实条件往往不是如此。

NREL团队也进一步测试若将新型太阳能电池用于卫星和其他航天领域,并加以测试在太空中的性能,也有34.2%的良好表现。不过高效率伴随的是高昂的价格,团队表示,制造这类电池的成本仍相当昂贵,还需要展开降低成本工作并开辟新的应用范围。

(首图来源:NREL)