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地球每天從太陽(yáng)獲得的能量，數(shù)量級(jí)達(dá)到 10 的 12 次方瓦，比全地球人類用電量多 1 萬(wàn)倍，太陽(yáng)能將會(huì)是解決人類能源不足的一大關(guān)鍵，可是太陽(yáng)能電池一直以來(lái)都有轉(zhuǎn)換效率不夠高的問(wèn)題，目前業(yè)界使用的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率大約是 15%~20%，因此科學(xué)家正在研發(fā)效率更高的太陽(yáng)能電池。

近期喬治華盛頓大學(xué)的科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種新的太陽(yáng)能電池原型，他們將電池多層次堆疊成單一設(shè)備，經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)將陽(yáng)光物轉(zhuǎn)換成電能的效率高達(dá) 44.5%，如果成品設(shè)計(jì)得宜，將成為世界上效率最高的太陽(yáng)能電池。

太陽(yáng)能板其實(shí)是由許多太陽(yáng)能電池所組成，最常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池是“硅”做成的，之中分成兩層，n 型矽層擁有多余的電子，p 型矽層則缺少電子，稱作擁有“電洞”，這可以導(dǎo)致電流流動(dòng)。當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池時(shí)，可以將太陽(yáng)光束看做一顆顆“光子”，能量夠大的光子會(huì)撞掉一個(gè)電子，電子就會(huì)開(kāi)始流動(dòng)，此時(shí)就可以開(kāi)始收集這些移動(dòng)的電子。

這次華盛頓大學(xué)所設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能板跟以往在屋頂上看到的不同，他們使用了聚光型太陽(yáng)能電池(concentrator photovoltaic[CPV]panels)，也就是使用透鏡將光聚集到狹小面積上來(lái)提高發(fā)電效率，因此能夠提升面積運(yùn)用效率。

但此次設(shè)計(jì)最特別的是使用了多層次堆疊，每一層太陽(yáng)能電池使用不同的材料，達(dá)到可以吸收不同范圍波長(zhǎng)的效果。

華盛頓大學(xué)應(yīng)用科學(xué)部的負(fù)責(zé)人 Matthew Lumb 表示，“到達(dá)地球的太陽(yáng)光中波長(zhǎng)大部分落于波長(zhǎng) 250 納米至 2,500 納米，而一般傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池?zé)o法捕捉這整個(gè)范圍的能量。”

(Source：By transferred by Penubag (talk · contribs) on 05:04, 15 May 2008 [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons)

目前此次設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池成本還非常昂貴，但研究人員表示他們覺(jué)得探索太陽(yáng)能電池效率的極限是再生能源重要的一步，他們也有信心隨著制程的精進(jìn)，未來(lái)可以達(dá)到商用化。

This Solar Cell Can Capture All Wavelengths of Solar Spectrum

Scientists design solar cell that captures nearly all energy of solar spectrum

How do solar cells work?

信息來(lái)源：科技新報(bào)

• [責(zé)任編輯：Zhanghuimin]