科學家用砷化鎵制出轉化效率達28.4%的薄膜太陽能電池
據美國物理學家組織網近日報道,美國科學家通過與傳統(tǒng)科學研究相反的新思路,用砷化鎵制造出了最高轉化效率達28.4%的薄膜太陽能電池。該太陽能電池效率提升的關鍵并非是讓其吸收更多光子而是讓其釋放出更多光子,未來用砷化鎵制造的太陽能電池有望突破能效轉化記錄的極限。 過去,科學家們都強調通過增加太陽能吸收光子的數量來提升太陽能電池的效率。太陽能電池吸收陽光后產生的電子必須被作為電提取出來,而那些沒有被足夠快速提取出的電子會衰變并釋放出自己的能量。 美國能源部下屬的勞倫斯伯克利國家實驗室科學家伊萊·亞布魯諾維契領導的研究表明,如果這些釋放的能量作為外部熒光排放出來,太陽能電池的輸出電壓就會提高。亞布魯諾維契說:“我們的研究表明,太陽能電池釋放光子的效率越高,其能源轉化效率和提供的電壓就越高。外部熒光是太陽能電池轉化效率達到理論最大值——肖克萊·奎塞爾效率極限的關鍵。對于單p-n結太陽能電池來說,這個最大值約為33.5%! 參與研究人員歐文·米勒解釋道,在太陽能電池的開路環(huán)境中,電子無處可去,就會密密擠在一起,理想的情況是,它們排放出外部熒光,精確地平衡入射的太陽光。 |