來自波音公司子公司Spectrolab的科學(xué)家最近宣布他們制成了發(fā)電效率超過40%的太陽能電池――這是一個(gè)里程碑，它是目前所有光電裝置中的最高效率。研究結(jié)果發(fā)表在最近一期《應(yīng)用物理快報(bào)》（Applied Physics Letters）上。

 

現(xiàn)在使用的傳統(tǒng)太陽能電池，例如那些用于家庭或建筑物的，都只單一的利用了太陽自然的光強(qiáng)，因此在光能利用的最佳波長(zhǎng)方面比較狹窄。而Spectrolab小組使用了多結(jié)點(diǎn)集合器電池，通過透鏡等裝置，它能利用的光強(qiáng)相當(dāng)于100個(gè)太陽。而且多結(jié)點(diǎn)電池能利用太陽光中更寬的波長(zhǎng)范圍，因此比單結(jié)電池效率高。

 

在具體設(shè)計(jì)中，科學(xué)家利用3個(gè)帶隙亞結(jié)構(gòu)來將太陽光的寬譜分解成3個(gè)部分。其中每一個(gè)亞結(jié)構(gòu)可以捕獲的太陽光波長(zhǎng)范圍都不一樣，這保證了每個(gè)亞結(jié)構(gòu)都可以有效的將光轉(zhuǎn)化為電能。結(jié)果小組測(cè)量到的轉(zhuǎn)化效率為40.7%，這超過了單結(jié)電池的理論轉(zhuǎn)化效率極限――40%，其中主要的原因就在于它們的多結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

 

Spectrolab的主要任務(wù)是將PV電池以及面板應(yīng)用于航空航天工業(yè)（目前他們制造的大部分太陽能電池都應(yīng)用于衛(wèi)星上），但是公司認(rèn)為這一突破同樣有望應(yīng)用于商業(yè)太陽能電池領(lǐng)域。

 

該研究得到了美國(guó)能源部可再生能源實(shí)驗(yàn)室支持，并且將在政府的下一步計(jì)劃中起到重要作用。美國(guó)計(jì)劃在2015年實(shí)現(xiàn)成本可以和傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)相比的太陽能。科學(xué)家預(yù)言超過3節(jié)的電池在理論上效率可達(dá)58%。