在任何傳統的硅基太陽能電池中，總效率都有一個絕對的限制，部分原因是光的每一個光子只會使一個電子發生碰撞，即使這個光子攜帶的能量是需要的兩倍。但是現在，研究人員已經證明了一種讓高能光子撞擊硅來激發兩個電子而不是一個電子的方法，這為新型太陽能電池打開了一扇門，其效率比人們想象的要高。

 

雖然傳統的硅電池理論上的太陽能轉換效率最高約為29.1%，但麻省理工學院和其他地方的研究人員在過去幾年中開發的新方法可能突破這一限制，可能會增加幾個百分點。達到最大輸出。研究生馬庫斯·艾辛格、化學教授穆恩吉·巴文迪、電氣工程和計算機科學教授馬克·巴爾多以及麻省理工學院和普林斯頓大學的其他八位教授今天在《自然》雜志上發表了一篇論文。

 

這項新技術背后的基本概念已經知道幾十年了，六年前，這個團隊的一些成員首次證明了這項原則是可行的。但實際上，將這種方法轉化為一種完整的、可操作的硅太陽能電池需要多年的努力。

 

其他提高太陽能電池效率的方法往往包括在硅上添加另一種電池，如鈣鈦礦層——研究人員測量了氮氧化鉿的一種特殊性質，它有助于轉移激發能。“我們知道，氮氧化鉿在界面上產生附加電荷，這通過一個叫做電場鈍化的過程減少了損耗。如果我們能更好地控制這一現象，效率可能會更高。”Einzinger說。到目前為止，他們測試過的其他材料都不能與它的性能相匹配。