美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的科學(xué)家制造了一種效率接近50%的太陽能電池。

六結(jié)太陽能電池目前保持著最高的太陽能轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄，為47.1%，這是在集中照明下測(cè)得的。同一單元的變化也將單日照下的效率記錄設(shè)置為39.2%。

NREL高效晶體光伏小組的首席科學(xué)家，有關(guān)記錄設(shè)置電池的新論文的主要作者約翰·蓋斯說：“這種裝置確實(shí)展示了多結(jié)太陽能電池的巨大潛力。”

論文“六結(jié)III-V太陽能電池在143個(gè)太陽光下的轉(zhuǎn)換效率為47.1%”，發(fā)表在《自然能源》雜志上。Geisz的合著者是NREL科學(xué)家Ryan France，Kevin Schulte，Myles Steiner，Andrew Norman，Harvey Guthrey，Matthew Young，Tao Song和Thomas Moriarty。

為了構(gòu)造該器件，NREL研究人員依靠III-V材料(由于其在元素周期表中的位置而被稱為)具有廣泛的光吸收特性。電池的六個(gè)結(jié)(光敏層)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，可以捕獲來自太陽光譜特定部分的光。該設(shè)備總共包含約140種各種III-V材料層，以支持這些連接點(diǎn)的性能，但其寬度卻比人的頭發(fā)窄三倍。由于III-V太陽能電池的高效率特性和制造成本，因此最常用于為衛(wèi)星供電，從而具有III-V太陽能無與倫比的性能。

NREL III-V多結(jié)小組的合著者和科學(xué)家Ryan France說，在地球上，六結(jié)太陽能電池非常適合用于聚光光伏。

他說：“降低成本的一種方法是減少所需的面積，您可以通過使用鏡子捕獲光線并將光線聚焦到一點(diǎn)來做到這一點(diǎn)。然后，您就可以節(jié)省一百分之一甚至什至是相較于平板硅電池，這種材料的千分之一。通過聚光，您使用的半導(dǎo)體材料要少得多。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，隨著聚光，效率會(huì)提高。”

法國將太陽能電池效率超過50%的潛力描述為“實(shí)際上非?？蓪?shí)現(xiàn)的”，但由于熱力學(xué)施加的基本限制，無法達(dá)到100%的效率。

蓋斯說，目前要使效率達(dá)到50%的主要研究障礙是減少電池內(nèi)部阻礙電流流動(dòng)的電阻性障礙。同時(shí)，他指出NREL還積極參與降低III-V太陽能電池的成本，從而為這些高效器件開辟了新的市場(chǎng)。