美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室科學家的理論研究發現,與傳統的科學認知相反,提高太陽電池效率的關鍵不在于促使其吸收更多光子,而是令其發射出更多光子。研究成果發表在arXiv預印本文獻庫上。
過去的研究工作中,太陽電池轉換效率的提升依靠增加光子的吸收數量。但太陽電池吸收光子后產生的電子必須向外導出形成電流,如果電子導出速度不夠,就會衰變并釋放能量,如果能量以熱能形式釋放,就會降低太陽電池的輸出功率,而如果這些能量以外部熒光的形式釋放,則可以提升電池的輸出電壓,提高轉換效率。
根據Shockley-Queisser模型,太陽電池的光電轉換效率存在極限(SQ極限),根據研究人員的計算,對于單結太陽電池而言,這一極限約為33.5%。研究計算表明,半導體砷化鎵能夠達到SQ極限。目前研究組領導者Yablonovitch和小組成員Owen Miller合創的Alta設備公司已可以制造轉換效率28.4%的砷化鎵太陽電池。
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