新型量子阱太阳能电池刚刚创下了效率世界纪录

科学家们不断提高太阳能电池板的效率更高和更高，并且有一个新记录需要报告：一种新型太阳能电池在标准 1 太阳全局照明条件下达到了 39.5% 的效率。

1-sun 标记只是测量固定阳光量的标准化方法，现​​在几乎 40% 的辐射可以转化为电能。之前的记录这种类型的太阳能电池板材料的效率为 39.2%。

太阳能电池的种类比您想象的要多。这里使用的类型是三结 III-V 串联太阳能电池，通常部署在卫星和航天器中，尽管它们在坚实的地面上也有很大的潜力。

“新电池效率更高，设计更简单，可能适用于各种新应用，例如高度区域受限的应用或低辐射空间应用，”物理学家迈尔斯·斯坦纳说，来自科罗拉多州国家可再生能源实验室 (NREL)。

方程的“三结”部分对于太阳能电池的效率很重要。每个连接点都集中在太阳光谱范围的特定部分，这意味着损失和未使用的光更少。

通过使用所谓的“量子阱”技术进一步提高了效率。它们背后的物理原理相当复杂，但总的想法是材料经过精心选择和优化，并尽可能薄。这会影响带隙，激发电子并获得电流流动所需的最小能量。

在这种情况下，三个结由磷化镓铟 (GaInP)、增加了一些额外量子阱效率的砷化镓 (GaAs) 和砷化镓铟 (GaInAs) 组成。

“一个关键因素是，虽然 GaAs 是一种优异的材料，通常用于 III-V 多结电池，但它对于三结电池来说并不具有完全正确的带隙，这意味着三个电池之间的光电流平衡不是最佳的,”物理学家瑞安·弗朗斯说来自 NREL。

“在这里，我们通过使用量子阱修改了带隙，同时保持了优异的材料质量，这使得该设备和潜在的其他应用成为可能。”

这款最新电池的一些改进包括增加吸收的光量，而没有任何相应的电压损失。为了最大限度地减少限制，还进行了其他几项技术调整。

不过，这是有史以来太阳能电池板电池最高的 1 太阳效率我们见过更高的来自更强烈的太阳辐射。虽然技术从实验室转化为实际产品需要时间，但潜在的改进是令人兴奋的。

这些电池还记录了令人印象深刻的 34.2% 的空间效率，这是它们在轨道上使用时应该达到的目标。它们的重量和对高能粒子的抵抗力使它们特别适合这项任务。

研究人员在他们的论文中写道：“由于这些是截至撰写本文时效率最高的 1-sun 太阳能电池，因此这些电池也为所有光伏技术可实现的效率设立了新标准。”发表论文。

该研究发表于焦耳。