美科學家制造出效率超過40%的太陽能電池

    波音公司子公司Spectrolab有限公司科學家在最近發(fā)表的太陽能電池制造研究論文中稱，他們研制出的太陽能電池超越了具有里程碑意義的40%效率限制，40%效率是所有光電設(shè)備所能獲得的最高效率。他們的研究成果刊登在了最近一期的《應用物理學通訊》雜志上。

    當今最常用的太陽能電池，比如為家庭和建筑提供輔助電力的太陽能電池，都是獨靠太陽的單結(jié)硅太陽能電池。這些太陽能電池只能利用太陽自然產(chǎn)生的光亮度，且其最佳效率限定于一個相對狹窄的光子能量范圍中。

    Spectrolab有限公司研究小組對聚光多結(jié)太陽能電池（concentratormultijunctionsolarcells）進行了實驗，使用透鏡對太陽光進行聚焦，從而獲得高強度的太陽光。很顯然，多結(jié)太陽能電池還可利用波長范圍更廣的日光，比單結(jié)太陽能電池更加有效率。

    此高效太陽能電池研發(fā)成果的主要研究者RichardR.King博士稱，“由于他們能使用一種新等級的變形半導體材料，讓多結(jié)太陽能電池有更大的自由度，以最佳化太陽能光譜的轉(zhuǎn)換，因此，這些結(jié)果格外讓人受鼓舞。這些材料的最佳效能暗示了未來還會有效能更高的太陽能電池出現(xiàn)。”

    在設(shè)計中，多結(jié)太陽能電池通過使用三個子電池的能帶隙將太陽光譜區(qū)分成三個較小的區(qū)塊。每個子電池均能有效地將光轉(zhuǎn)換成電流。其轉(zhuǎn)換效率經(jīng)測量后達40.7%，變形多結(jié)聚光太陽能電池超越了單結(jié)1000倍陽光下37%的理論值極限。

    然而，Spectrolab公司的主要業(yè)務(wù)是供應光伏電池與太陽能電池板給航天業(yè)（他們的太陽能電池有很多用于軌道人造衛(wèi)星上）。該公司期望這項突破能夠應用于地面商業(yè)化太陽能發(fā)電上。Spectrolab公司科學家同時還預測，使用三個以上的PN結(jié)、并改善材料與設(shè)計，將能夠達到58%的理論效率值，這表示，聚光太陽能電池的效率可以超過45%，甚至于在未來超越50%。

    這項高效能太陽能電池研究的部分研究資金由美國能源部再生能源實驗室贊助。該研究將在“陽光美國計劃”中扮演重要角色。“陽光美國計劃”旨在2015年時，使太陽能發(fā)電在價格上比傳統(tǒng)發(fā)電更具競爭力。該公司表示這些太陽能電池將為聚光系統(tǒng)制造商提供幫助，使發(fā)電成本比當今傳統(tǒng)發(fā)電方式更具競爭力。