雙光子上轉換太陽能電池的理論效率達63%

2021-01-19 網易新聞
  [據雷射電子世界網站2017年4月17日報導]  神戶大學（日本神戶）的研究人員提出了一種新的太陽能電池結構，其使用雙光子上轉換來實現高於50％的理論轉換效率。第一種原型的實驗驗證了上轉換確實發生了。新結構能夠吸收太陽光的長波長光譜分量，該分量的能量低於半導體的帶隙，並且通常會透過光伏電池並且損失掉。

傳統單結太陽能電池轉換效率的上限約為30％，這意味著入射太陽光的大部分能量不被太陽能電池所吸收，多餘的光子能量不是透過太陽能電池就是變成熱量。目前世界上最高的太陽能電池效率為46％，是通過四聯電池實現的。

為了實現新的太陽能電池結構，大學使用了由兩個半導體組成的異質界面，具有不同帶隙的砷化鎵鋁（Al0.3Ga0.7As）和砷化鎵（GaAs）；雙光子過程發生在兩個半導體之間的邊界處。新結構通過將兩個低能光子轉換成能被該電池吸收的一個較高能量的光子來產生光電流。理論上，電池的轉換效率可以達到63％。

通過使用最佳材料和精細結構，新結構可以成為超高效太陽能電池。轉換效率高於50％將使太陽能電池安裝面積減少50％以上，降低太陽能電池和現場施工成本。（工業和信息化部電子第一研究所  張慧）

(原標題：雙光子上轉換太陽能電池的理論效率達63％)

本文來源：中國國防科技信息網 責任編輯： 王曉易_NE0011

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