據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)四月二十日（北京時間）報道，科學(xué)家們認(rèn)為，太陽能電池吸光越多，供應(yīng)的電力就會越多，但美國的一個科研團(tuán)隊卻反其道而行之，提出并演示了一種新的設(shè)計理念太陽能電池設(shè)計得像發(fā)光二極管（LED），既能吸光又能發(fā)光。他們稱，最新設(shè)計有望讓太陽能電池突破轉(zhuǎn)化效率的極限。

該團(tuán)隊重要負(fù)責(zé)人、加州大學(xué)伯克利分校電子工程系教授艾利雅布龍諾維奇說：演示結(jié)果表明：太陽能電池發(fā)出的光子越多，出現(xiàn)的電壓和獲得的轉(zhuǎn)化效率越高。

科學(xué)家們自1961年就了解，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率存在著一個理論最大值：約為33.5%。但50年過去了，始終無人突破這一極限。2010年，科學(xué)家們讓平板單節(jié)點(diǎn)太陽能電池（能吸收特定頻率光波）的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了26%。

為了獲得更高的轉(zhuǎn)化效率，雅布龍諾維奇團(tuán)隊基于吸光和發(fā)光之間的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)，提出了上述設(shè)計理念。研究人員歐文米勒表示，當(dāng)太陽中的光子襲擊太陽能電池內(nèi)的半導(dǎo)體時，電池會出現(xiàn)電。光子供應(yīng)的能量會讓材料中的電子變得松散從而能自由移動，但這一過程（發(fā)冷光過程）可能也會出現(xiàn)新光子。新式太陽能電池背后的理念是：應(yīng)讓這些并不直接來自于太陽光的新光子能容易地從電池中逃逸。米勒表示：盡管這與直覺相悖，但從數(shù)學(xué)角度而言，使新光子逃逸會讓電池出現(xiàn)更多電壓。

米勒解釋道：從根本上而言，太陽能電池的吸光和發(fā)光之間存在著熱力學(xué)關(guān)系。讓太陽能電池發(fā)光，那么，光子就不會在太陽能電池內(nèi)失去，就會新增太陽能電池出現(xiàn)的電壓。發(fā)光越好的太陽能電池出現(xiàn)的電壓越高，轉(zhuǎn)化效率也越高。米勒表示，盡管冷光發(fā)射過程會新增電壓這一理論并不新鮮，但從沒有人想過用其來設(shè)計太陽能電池。

雅布龍諾維奇說，他參與創(chuàng)辦的阿爾塔設(shè)備公司去年使用新概念設(shè)計出的一種由砷化鎵制成的太陽能電池模型就取得了高達(dá)28.3%的創(chuàng)紀(jì)錄轉(zhuǎn)化效率。該進(jìn)展應(yīng)部分歸功于他們在設(shè)計電池時，也讓光能盡可能容易地從電池中逃逸，他們使用的技術(shù)包括改進(jìn)電池背面，確保出現(xiàn)的光子被反射回材料中，從而出現(xiàn)更多電力。

雅布龍諾維奇希望能利用最新技術(shù)，讓太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率超過30%。該研究適用于各種類型的太陽能電池，有望讓整個太陽能電池領(lǐng)域大大受益。科學(xué)家們將在五月六日至十一日于加州舊金山舉辦的激光器和電子設(shè)備大會上宣讀最新成果。

總編輯圈點(diǎn)

33.5%這一理論極值，僅指平板型單結(jié)太陽能電池，它們只吸收特定頻率的光，而多結(jié)電池吸的多，轉(zhuǎn)化率自然也要高得多。本文中吸光又發(fā)光的電池，其工作模式并不難理解，像我們常見的發(fā)光二極管，就是利用注入式電致發(fā)光的原理制成的，但它卻不是說明這種電池技術(shù)亮點(diǎn)的好例子。因?yàn)榧又荽髮W(xué)的目的在于：改變光捕獲的特點(diǎn)，以吸收更多的頻譜，進(jìn)而刷新電池轉(zhuǎn)換率。從測試及研究太陽能電池的角度來看，其無疑是一個極具創(chuàng)造性的新方法。