傳統(tǒng)的太陽能電池能基于每個(gè)光子產(chǎn)生一個(gè)電子空穴對，因此其理論最大轉(zhuǎn)換效率約為33%。而新途徑能夠基于單個(gè)光子產(chǎn)生多個(gè)電子空穴對，從而切實(shí)提升太陽能電池的效率。

      中國科技網(wǎng)訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月29日(北京時(shí)間)報(bào)道，美國加州大學(xué)戴維斯分校的科研人員通過計(jì)算機(jī)模擬證實(shí)，利用特殊的“硅BC8”結(jié)構(gòu)，能夠基于單個(gè)光子產(chǎn)生多個(gè)電子空穴對，大幅提升太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)布在最新一期的《物理評論快報(bào)》上。

　　太陽能電池以光電效應(yīng)作為基礎(chǔ)，當(dāng)一個(gè)光子或是光粒子擊中單個(gè)硅晶體時(shí)，便會產(chǎn)生一個(gè)帶負(fù)電荷的電子以及一個(gè)帶正電荷的空穴，而收集這些電子空穴對就能夠生成電流。作為論文的合著者，該校化學(xué)系的朱莉亞·加利表示，傳統(tǒng)的太陽能電池能基于每個(gè)光子產(chǎn)生一個(gè)電子空穴對，因此其理論最大轉(zhuǎn)換效率約為33%。而新途徑能夠基于單個(gè)光子產(chǎn)生多個(gè)電子空穴對，從而切實(shí)提升太陽能電池的效率。

　　科研人員借助勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的超級計(jì)算機(jī)模擬了硅BC8的行為，這種硅結(jié)構(gòu)形成于高壓環(huán)境，但其在正常壓力下也很穩(wěn)定。模擬結(jié)果顯示，硅BC8納米粒子確實(shí)基于單個(gè)光子生成了多個(gè)電子空穴對，即使當(dāng)它暴露于可見光時(shí)亦是如此。

　　此次研究的主要作者、博士后研究員斯蒂芬·魏博曼談到，這一途徑可使太陽能電池的最大轉(zhuǎn)化效率提升至42%，超越任何現(xiàn)有的太陽能電池，意義十分重大。“事實(shí)上，如果利用拋物面反射鏡為新型太陽能電池聚集陽光，我們有理由相信，其轉(zhuǎn)換效率或可高達(dá)70%。”他補(bǔ)充說道。

　　有些遺憾的是，通過與傳統(tǒng)的硅納米粒子相結(jié)合，目前制成的太陽能電池模型僅能在紫外線的照射下工作，還不能在可見光照射下正常工作。此前哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的科學(xué)家曾發(fā)表論文指出，當(dāng)普通硅太陽能電池被激光照射時(shí)，激光所發(fā)出的能量或可營造出局部的高壓以形成硅BC8納米晶體。因此，施加激光或是化學(xué)壓力都可能使現(xiàn)有的太陽能電池轉(zhuǎn)化為高效的新型太陽能電池。