究竟是什么造就了卓越的PV技術

材料牛注：PV電池可把太陽的光能直接轉化為電能。目前地面光伏系統大量使用的是以硅為基底的硅太陽能電池，但其光電轉化效率較低，因此最近研究者們開發了卓越的PV技術，快來了解一下吧！

IEEE Spectrum最近與三個世界領先的獨立測試實驗室合作，創造了破紀錄的光伏（PV）電池的新歷史。雖然設計出來的完整圖表只是被用來作為該產業的綜合參考，但是里面的數據對于理解太陽能技術當前和未來的狀態是很有幫助的。

由于制造業生產滯后于實驗室的發現成果，當今大多數商業光伏電池僅僅基于少數原始的實驗室技術。但是事實上有許多方法能將陽光轉化為能量，目前，美國國家可再生能源實驗室（NREL）保存了擁有27種不同類型的光伏電池的記錄。國家實驗室、大學和私營公司的研究人員們繼續探索新型電池并致力于提高現有電池的容量，因為我們還沒有達到理想的技術水平。

兩層或多層光伏材料（通常是砷化鎵）的多結電池是迄今為止在實驗室中得到的最有效的技術。增加更多的結點和聚光光學器件可以獲得更多的光線，但同時也會使制備工藝更加復雜。對于許多應用，沒必要為額外的效率花費過多，但是空間太陽能電池除外。節約的每一克電池重量和產生的每一瓦電都是十分寶貴的。

同樣地，我們不應該隨意地淘汰某些目前電池效率相對較低的的新興光伏技術。這些光伏技術中的大部分技術都還相對較新，一些技術在理論上能具有比硅電池更高的效率，為后續的改進提供了充分的空間。還有一些人聲稱自己的技術即使在低效率的情況下在商業上也具備競爭能力，因為它們承諾自己的生產成本相比于其它要低得多。那些技術是否在過去的十年中持續的改進是比較它們的另一種方法。

研究人員使用多結聚光電池繼續擴大光電轉化效率的上限。果不其然，最新的技術——如鈣鈦礦電池和量子點——是提升最快的。它們的效率開始時較低，所以容易取得較大的提升。鈣鈦礦電池的改進已經足以令人興奮，不過研究人員仍在致力于穩定那些易快速分解的電池。

相比之下，傳統硅技術的光電轉化效率已經許久未提升，但在商業電池效率和這些實驗室記錄的效率之間仍然存在差距。

原文鏈接：What Makes a Good PV Technology?

本文由材料人編輯部丁菲菲提供素材，阮英杰翻譯，朱曉秀審核。點我加入材料人編輯部。

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