德國航空航天中心（DLR）的研究人員開發(fā)了一種基于超薄n－i－p吸收層堆疊和薄膜光譜選擇性過濾器的選擇性太陽能電池。他們聲稱它可以用來生產(chǎn)光譜選擇性光伏組件，并有可能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)光伏、溫室和光生物反應(yīng)器。

他們在“Spectral engineering of ultra－thin germanium solar cells for combination photovoltaic and photosynthesis”一文中介紹了他們的研究成果，該文章最近發(fā)表在《Optics Express》上。該器件是一種增強型非晶鍺（a－Ge：H）太陽能電池，可以將光限制在超薄吸收器中。

學(xué)者們說：“由于a－Ge：H具有很強的光學(xué)約束和高吸收系數(shù)，吸收器的厚度可以減少到5至10納米，同時仍然可以達到5％的不透明太陽能電池的效率。我們選擇非晶鍺而不是非晶硅作為吸收劑材料，是因為它對500納米以上的波長具有更高的吸收系數(shù)。”

該小組表示該技術(shù)僅依靠等離子體增強氣相沉積和磁控濺射，這些都是成熟的、經(jīng)過工業(yè)驗證的薄膜沉積方法。

研究員Norbert Osterthun說：“目前我們準(zhǔn)備了一個項目，其中光譜選擇性太陽能電池將被放大到小型模塊尺寸。然后，這些模塊將在阿爾梅里亞和奧爾登堡的溫室環(huán)境中進行測試，代表了歐洲兩個非常相關(guān)的溫室栽培地區(qū)的條件。”

光譜選擇性細胞使用了所謂的 ＂綠色間隙 ＂和光譜中的紅外線（IR）部分，這些部分不被植物用于光合作用。

Osterthun補充道：“我們的細胞只吸收太陽光中的綠光和紅外光譜部分，同時透射葉綠素在光合作用過程中吸收的藍光和紅光。”

研究小組用透明的導(dǎo)電金屬－氧化物－金屬氧化物（MOMO）多層構(gòu)建了該細胞。

據(jù)稱該電池的功率轉(zhuǎn)換效率為1．6％和2．3％，藍色透射率在16％和4％之間，紅色透射率在48％和34％之間。

學(xué)者們說：“在MOMO反射器中研究了三種不同的銀層厚度，通過調(diào)整銀層厚度，可以改變用于照亮藻類或植物和用于產(chǎn)生光電流的光之間的比例。該太陽能電池顯示出巨大的潛力，可以將光伏與光合作用相結(jié)合，達到太陽能電池在生物反應(yīng)器、溫室或農(nóng)田上的新應(yīng)用。”