加利福尼亞州大學(xué)戴維斯分校（ University of California， Davis）研究人員發(fā)現(xiàn)，運用一種奇異形式的硅材料可以大幅提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
研究人員對此進行了計算機仿真模擬實驗，并將研究論文發(fā)表在世界聞名的物理學(xué)頂級學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》（Physical Review Letters）2013年1月25日期刊上。
加州大學(xué)戴維斯分校化學(xué)教授（論文作者之一）Giulia Galli表示，傳統(tǒng)太陽能電池每個光子可產(chǎn)生一個電子空穴對。理論上，傳統(tǒng)太陽能電池最高轉(zhuǎn)換效率為33%。但如今，這一激動人心的新途徑可以提升電池轉(zhuǎn)換效率，；令每個光子產(chǎn)生一個以上的電子穴對。
最高轉(zhuǎn)換效率可提升至42%
加州大學(xué)戴維斯分校博士后研究員Stefan Wippermann表示：“該方案可令電池的轉(zhuǎn)換效率提升至42%，遠超當前太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。這可是一個大事件。”
Wippermann補充道：“事實上，我們有理由相信如果拋物柱面鏡被采用，將太陽光集中在這類新型太陽能電池中，轉(zhuǎn)換效率可達70%。”
研究人員模擬了這個名為硅BC8的硅結(jié)構(gòu)變化行為。該硅結(jié)構(gòu)在高壓下形成，在常壓下呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，這點類似于金剛石。
這一計算機仿真實驗在勞倫斯柏克萊實驗室（Lawrence Berkeley Laboratory）旗下國家能源研究科學(xué)超級計算中心運行，并獲得1000萬小時的超級計算機時間。
模擬結(jié)果顯示，即使暴露于可見光之下，硅BC8的納米粒子每個光子也可產(chǎn)生多個電子穴對。
加州大學(xué)戴維斯分校物理教授（論文作者之一）Gergely Zimanyi表示：“這不僅僅是一個學(xué)術(shù)實驗。據(jù)Harvard-MIT論文顯示，當普通硅太陽能電池受到激光照射，產(chǎn)生的能源所爆發(fā)的局部壓力足以促使BC8納米晶體的形成。因此，現(xiàn)有太陽能電池的激光或化學(xué)壓力處理很可能會制造出效率更高的電池。”
論文的另兩位作者為匈牙利布達佩斯大學(xué) （Budapest University）技術(shù)經(jīng)濟系學(xué)生的Marton Voros與Adam Gali。
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