據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）研制出一種新式的量子點(diǎn)太陽能電池，當(dāng)其被太陽能光譜的高能區(qū)域發(fā)出的光子激活時(shí)，會(huì)產(chǎn)生外量子效率最高達(dá)114%的感光電流。發(fā)表于12月16日出版的《科學(xué)》雜志上的這一最新研究為科學(xué)家們研制出第三代太陽能電池奠定了基礎(chǔ)。

當(dāng)光子入射到太陽能電池表面時(shí)，部分光子會(huì)激發(fā)光敏材料產(chǎn)生電子空穴對(duì)，形成感光電流，此時(shí)產(chǎn)生的電子數(shù)與入射光子數(shù)之比稱為感光電流的外量子效率。迄今為止，還沒有任何一種太陽能電池在太陽能光譜內(nèi)光波的照射下，顯示出超過100%的外量子效率。

現(xiàn)在，NREL團(tuán)隊(duì)首次在量子點(diǎn)太陽能電池上實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。他們?cè)谝粋�(gè)疊層量子點(diǎn)太陽能電池上獲得了114%的外量子效率。該電池由具有減反光涂層的玻璃（其包含有一薄層透明的導(dǎo)體）、一層納米結(jié)構(gòu)的氧化鋅、一層經(jīng)過處理的硒化鉛量子點(diǎn)以及薄薄一層用作電極的金組成。

太陽能光子產(chǎn)生超過100%外量子效率基于載子倍增（MEG）過程，借助這一過程，單個(gè)被吸收的高能光子能激發(fā)多個(gè)電子空穴對(duì)。NREL團(tuán)隊(duì)首次在量子點(diǎn)太陽能電池的感光電流內(nèi)展示了MEG，科學(xué)家們可借此改善太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。研究結(jié)果顯示，在模擬太陽光的照射下，新量子點(diǎn)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率高于4.5%。目前，這種太陽能電池還沒有達(dá)到最優(yōu)化，因此，其能源轉(zhuǎn)化效率相對(duì)來說偏低。

與傳統(tǒng)的太陽能電池相比，量子點(diǎn)太陽能電池內(nèi)的MEG能將電池的理論熱力能轉(zhuǎn)化效率提高35%；量子點(diǎn)太陽能電池也可使用廉價(jià)且產(chǎn)量高的卷對(duì)卷制程制造而成；其另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是每單位面積的制造成本很低，科學(xué)家們將其稱為第三代（下一代）太陽能電池。