[]多快好省？美研究者用更少的光电材料创造最高转化记录

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【[]多快好省？美研究者用更少的光电材料创造最高转化记录】太阳能发电兼具清洁和可再生的特点，在人们的努力下，太阳能电池的转化效率不断提高，现在最新的记录达到了令人吃惊的47.1% 。

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普通太阳能电池最多也只能将四分之一的可用能源转换成电能。新型太阳能电池使用多极、多层结构，就像是一种太阳光的筛子,每一层可以吸收一组特定波长太阳光线的能量。太阳光通过入射口到达堆叠层时,已有近一半的可用能源转换成电能。这种电池主要使用III-V族材料来制造。
III-V族因其在元素周期表中的位置得名。三族的铝、镓、铟及五族的氮、磷、砷等元素都具有优异的光电转换特性以及电子传输特性，是光电产业与通讯技术的重要半导体材料， NASA早在1950年代就开始采用这种材料用在火星探测器上，但由于其成本高昂，应用范围一直比较狭窄。

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III-V族在元素周期表
美国国家可再生能源实验室（NREL）的科学家开发了一种串联六极太阳能电池，这种电池具有两种不同类型的光敏层。一层是由钙钛矿制成的，而另一层则是III-V族的铜、铟、镓和硒的组合，该小组将其称为CIGS 。首先沉积厚度为3至4微米的CIGS层，然后再沉积厚度仅为0.5微米的钙钛矿层。钙钛矿转化可见光，而CIGS瞄准红外线。为了改善两层之间的接触，研究小组在它们之间添加了一层铷原子。
这种电池在实验中的转化效率达到了47.1% ，条件是光强度为日光的143倍，若采用一般日光，转化效率会降低到39.2％。

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John Geisz （左）和Ryan France（右）， Dennis Schroeder, NREL
Ryan France表示，虽然143倍的日光看上去有点麻烦，但是其实它非常适合用在聚光型太阳光电技术（CPV）上。聚光型太阳光电技术是集太阳光电与聚光太阳热发电优点于一身的新一代技术，运用透镜或曲面镜将阳光聚焦到底下的太阳能电池上，先前的欧洲研究协会CPV Match成功将转化效率突破至41.4％。 Ryan France也指出，若想要降低发电成本，其中一个重要环节就是减少转化材料的面积，我们可以利用聚光器捕获并聚焦光线，这样就可以大大减少半导体材料的使用量，同时还可以提高转化效率。

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相对于现代能源供应体系高度集中化所带来的“牵一发而动全身”的风险，发展分布式能源体系正在引起人们的普遍重视。地球上每个地方的人都可以无差别的利用太阳能，稳定且不受干预，高效率低成本的光电材料无疑是实现这一目标的关键环节。