新的太阳能转化方法可提升太阳能电池效率一倍

Nature Materials《自然材料》 2010年8月1日

斯坦福大学的工程师们宣布，一个能同时联合利用太阳辐射的光和热产生电力的方法，将提供超过现有太阳能电池科技两倍多的效率。他们发现并证明了这个方面的有效性，这个方法被称为“光子增强型热离子辐射”（简称为PETE），将能够减少太阳能产品的成本，低到足够和石油能源进行竞争。

大多数的太阳能电池板利用半导体材料硅将光能转化为电能。但是这些电池只利用了阳光光谱的一部分，其他的仅仅是产生了热。未被利用的阳光和电池本身的低效率产生的热量，导致一半以上的抵达到电池的原始太阳能损失掉了。

假若这些浪费掉的热能能用某种方式采集到，太阳能电池将比现在有效率得多。问题是热能转化系统需要更高的温度，而太阳能电池的效率在高温下迅速降低。

研究小组的领导者Melosh发现，用薄层的金属铯覆盖在一片半导体材料上，能够使材料同时利用光和热能来产生电力。

“我们描述的是一个新的物理过程，并非基于标准的光电伏打机理。但是，你可以想象成是一个能在非常高的温度下进行的光电伏打反应。”Melosh说道。“实际上，它在高温下运作得更好，越高越好。”

材料费用是太阳能能源工业发展的一个制约因素，所以减少太阳能建设的资金投入是一个很大的优势。

“PETE方法给了太阳能能源的迅猛发展一个确实的可能性。”MElosh说道。“即使我们无法达到完美的效率利用，比方说我们提升了太阳能转换效率10%，从现有的20%转化效率提高到30%，那么（和现有的系统相比）产能还是总共提升了50%。”

而这个增量已经足够使得太阳能能源可以和石油能源进行竞争。