39.5%！量子阱助力三結太陽能電池創(chuàng)造最新世界紀錄

財聯社上海5月20日訊（編輯黃君芝）美國科學家制造了一種三結太陽能電池，其效率達到了39.5%，創(chuàng)下了單太陽光照下任何類型電池的世界紀錄。盡管這一概念所依賴的材料和工藝對大多數商業(yè)用途來說仍過于昂貴，但它很快就會在衛(wèi)星和其他太空技術中得到實際應用。

由美國能源部國家可再生能源實驗室（NREL）領導的一組科學家在沒有聚光器的正常照明下創(chuàng)造了太陽能電池效率的新世界紀錄，基于三層III-V材料的電池效率達到39.5%。

這一新的記錄打破了NREL之前39.2%的記錄，通過各種創(chuàng)新，該小組能夠極大地簡化該設備，使用三端串聯而不是之前的六端。此前三結型太陽能電池的記錄是夏普公司在2013年創(chuàng)下的37.9%

最近發(fā)表在《焦耳》雜志上的一篇論文“厚量子阱超晶格使三結太陽能電池具有39.5%的地面效率和34.2%的空間效率”對這種電池進行了全面描述。該小組將鎵銦砷（GaInAs）、砷化鎵（GaAs）和砷化鎵銦（GaInP）層結合起來，創(chuàng)造出一種可以吸收大量太陽光譜的設備。

這種方法的關鍵是NREL最新的“量子阱”工作，它允許它更好地調整每一層來吸收太陽光譜的不同部分。NREL的高級科學家和電池設計師Ryan France說，“雖然砷化鎵是一種優(yōu)秀的材料，通常用于III-V型多結電池，但它不具有與三結電池相當正確的帶隙，這意味著三個電池之間的光電流平衡不是最佳的。”

“在這里，我們通過使用量子阱在保持優(yōu)異材料質量的同時修改了帶隙，這使得該設備和潛在的其他應用成為可能?！彼a充說。

量子阱是插入電池層的薄納米結構，可以改變帶隙和其他特性。利用這些，小組能夠提高中間砷化鎵電池層的帶隙，以最大化其性能與其他兩個一致。雖然量子阱現象不是一個新發(fā)現，但在幾個納米尺度上使用這些材料所面臨的各種挑戰(zhàn)限制了它們在以往研究中的實際效益。

該小組承認，至少就目前而言，他們正在研究的這些電池的工藝和材料對大多數主流太陽能應用來說過于復雜和昂貴。盡管NREL正在嘗試一些不同的方法，可以大大減少其成本，但目前，為衛(wèi)星和其他空間技術供電是基于這些“III-V”材料的任何類型太陽能電池的唯一可能應用。

關鍵詞： 太陽能電池