最近,美国能源部国家可再生能源实验室 (NREL) 的研究人员研制出一种太阳能电池,在1个太阳全球照明单位下,其效率达到创纪录的 39.5%,打破了太阳能电池效率的世界纪录。这项成果已经发表在《焦耳》杂志上。

效率高达47.1%!美国科学家研制出转化率最高的太阳能电池

据新闻稿称,该转化是在与太阳相当的光照条件下完成的。虽然早期的实验太阳能电池的效率可高达47.1%,但必须强调的是,它们是在极其集中的光线下实现的。“新电池效率更高,设计更简单,可以应用在各种场合,例如光线高度受限的环境,”NREL首席研究员、资深科学家迈尔斯·施泰纳 (Myles Steiner) 说。

这种新型太阳能电池建立在一种称为倒置变质多结 (IMM) 电池的架构上。它具有响应光产生电流的三个组件。重要的是,这些结中的每一个都由不同的材料构成:顶部是磷化镓铟,中心是砷化镓,底部是砷化镓铟。它们能够吸收各种波长,因此电池可以从整个光谱中捕获更多能量。

此外,研究人员在中间层使用了“量子阱”,这使他们能够达到创纪录的转化效率。当研究人员将导电层夹在其他两种具有更宽带隙的材料之间时,他们能够将电子限制在二维范围内,从而使材料能够捕获更多的光作为回报。

效率高达47.1%!美国科学家研制出转化率最高的太阳能电池

根据 New Atlas 的一份报告,这种太阳能电池的中间层包含多达 300 个量子阱,这大大提高了总效率。然而,应该指出的是,生产这种类型的电池依然成本高昂,这已经困扰可再生能源行业多时。在这种新型电池能够普及之前,研究人员需要减少成本并寻找潜在的新用途。

资料来源:金刚玻璃


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效率高达47.1%!美国科学家研制出转化率最高的太阳能电池
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作者 808, ab