雙光子上轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能電池的理論效率達(dá)63％

:神戶大學(xué)（日本神戶）的研究人員提出了一種新的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其使用雙光子上轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)高于50％的理論轉(zhuǎn)換效率。第一種原型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上轉(zhuǎn)換確實(shí)發(fā)生了。新結(jié)構(gòu)能夠吸收太陽(yáng)光的長(zhǎng)波長(zhǎng)光譜分量，該分量的能量低于半導(dǎo)體的帶隙，并且通常會(huì)透過(guò)光伏電池并且損失掉。

傳統(tǒng)單結(jié)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的上限約為30％，這意味著入射太陽(yáng)光的大部分能量不被太陽(yáng)能電池所吸收，多余的光子能量不是透過(guò)太陽(yáng)能電池就是變成熱量。目前世界上最高的太陽(yáng)能電池效率為46％，是通過(guò)四聯(lián)電池實(shí)現(xiàn)的。

為了實(shí)現(xiàn)新的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，大學(xué)使用了由兩個(gè)半導(dǎo)體組成的異質(zhì)界面，具有不同帶隙的砷化鎵鋁（Al0.3Ga0.7As）和砷化鎵（GaAs）；雙光子過(guò)程發(fā)生在兩個(gè)半導(dǎo)體之間的邊界處。新結(jié)構(gòu)通過(guò)將兩個(gè)低能光子轉(zhuǎn)換成能被該電池吸收的一個(gè)較高能量的光子來(lái)產(chǎn)生光電流。理論上，電池的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到63％。

通過(guò)使用最佳材料和精細(xì)結(jié)構(gòu)，新結(jié)構(gòu)可以成為超高效太陽(yáng)能電池。轉(zhuǎn)換效率高于50％將使太陽(yáng)能電池安裝面積減少50％以上，降低太陽(yáng)能電池和現(xiàn)場(chǎng)施工成本。

原標(biāo)題:雙光子上轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能電池的理論效率達(dá)63％