團隊使用先進的太陽能電池板從陽光中提取更多能量

研究人員致力于最大程度地提高太陽能電池板的效率，他說，在傳統硅上層疊先進材料是從陽光中吸收更多能量的有前途的途徑。一項新的研究表明，通過使用精確控制的制造工藝，研究人員可以生產出多層太陽能電池板，其潛力是傳統硅電池板的1.5倍。

由伊利諾伊大學厄本那-香檳分校工程師Minjoo Larry Lee領導的研究結果發表在《細胞報告物理科學》雜志上。

電氣和計算機工程學教授，Holonyak Micro和Nanotechnology Lab的子公司Lee表示：“硅太陽能電池板之所以流行，是因為它們價格合理，可以將20%的太陽光轉換成可用的電能。” “但是，就像硅計算機芯片一樣，硅太陽能電池也正達到其能力極限，因此尋找提高效率的方法對能源供應商和消費者有吸引力。”

Lee的團隊一直在努力將半導體材料砷化鎵磷化物層疊在硅上，因為這兩種材料可以互補。兩種材料都強烈吸收可見光，但是磷化砷化鎵卻可以吸收較少的廢熱。相比之下，硅擅長將太陽光譜的紅外部分轉換成能量，而這超出了我們的眼睛。

他說：“這就像一支運動隊。你將擁有一些快的人，一些強壯的人，以及一些具有出色的防守技能的人。” “以類似的方式，串聯太陽能電池作為一個團隊工作，并利用兩種材料的最佳性能來制造一個單一，更高效的設備。”

盡管砷化鎵磷化物和其他類似的半導體材料高效且穩定，但它們很昂貴，因此，目前完全由它們構成的面板不適合大規模生產。因此，Lee的團隊將低成本硅作為其研究的起點。

Lee說，在制造過程中，材料缺陷會進入層中，特別是在硅和砷化鎵磷化物之間的界面處。只要將具有不同原子結構的材料層疊到硅上，就會形成微小的瑕疵，從而影響性能和可靠性。

“無論何時從一種材料切換到另一種材料，在過渡過程中總會有制造混亂的風險，”李說。“這項研究的主要作者范時兆開發了一種在砷化鎵磷化物電池中形成原始界面的方法，這使我們在這一領域的早期工作有了很大的進步。”

他說：“最終，公用事業公司可以使用該技術從太陽能發電場的相同土地中獲得1.5倍的能源，或者消費者可以減少1.5倍的屋頂板空間。”

李說，在商業化的道路上仍然存在障礙，但他希望能源供應商和消費者將看到使用穩定的材料來提高性能的價值。