砷化鎵太陽能電池有望打破能效記錄

據美國物理學家組織網11月8日（北京時間）報道，美國科學家通過與傳統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，將來用砷化鎵制造的太陽能電池有望沖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萌生的電子非得被作為電提取出來，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試驗室科學家伊萊亞布魯諾維契領導的研究聲明，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：我們的研究聲明，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。

基于此，由亞布魯諾維契聯合創辦的阿爾塔設備公司使用亞布魯諾維契早期研發的單晶薄膜技術外延層剝離技術，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。這種電池不僅打破了此前的轉化效率，其成本也低于其他太陽能電池。目前效率最高的商用太陽能電池由單晶硅圓制造，最高轉化效率為23%。砷化鎵雖然比硅貴，但其收集光子的效率更高。就性價比而言，砷化鎵是制造太陽能電池的理想材料。

亞布魯諾維契說：太陽能電池的高性能與外部熒光有關，我們的理論將顯著改變將來太陽能電池的面貌，我們將生活在一個太陽能電池非常便宜而且高效的世界中。

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