1倍太陽光照下轉換效率高達39.5%！美國科學家打破太陽能電池效率新紀錄
光伏產業網訊
發布日期：2022-05-23
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1倍太陽光照下轉換效率高達39.5%！美國科學家打破太陽能電池效率新紀錄。
5月20日，美國能源部國家可再生能源實驗室（NREL）的研究人員研制出一種太陽能電池，在1個太陽全球照明單位下，其效率達到創紀錄的39.5%，打破了太陽能電池效率的世界紀錄，這項成果已經發表在《焦耳》雜志上。
據新聞稿稱，該轉化是在與太陽相當的光照條件下完成的。雖然此前的實驗太陽能電池的效率最高紀錄未47.1%，但必須強調的是，該記錄是在極其集中的光線下實現的。而本次創造的39.5%效率記錄是在1個太陽全球照明單位下創造的。
“新電池效率更高，設計更簡單，可以應用在各種場合，例如光線高度受限的環境，”NREL首席研究員、資深科學家邁爾斯·施泰納（Myles Steiner）說。
這種新型太陽能電池建立在一種稱為倒置變質多結（IMM）電池的架構上。它具有響應光產生電流的三個組件。重要的是，這些結中的每一個都由不同的材料構成：頂部是磷化鎵銦，中心是砷化鎵，底部是砷化鎵銦。它們能夠吸收各種波長，因此電池可以從整個光譜中捕獲更多能量。
此外，研究人員在中間層使用了“量子阱”，這使他們能夠達到創紀錄的轉化效率。當研究人員將導電層夾在其他兩種具有更寬帶隙的材料之間時，他們能夠將電子限制在二維范圍內，從而使材料能夠捕獲更多的光作為回報。
根據New Atlas的一份報告，這種太陽能電池的中間層包含多達300個量子阱，這大大提高了總效率。然而，應該指出的是，生產這種類型的電池依然成本高昂，這已經困擾可再生能源行業多時。在這種新型電池能夠普及之前，研究人員需要減少成本并尋找潛在的新用途。