美国国家可再生能源实验室（NREL）的研究人员打破了太阳能电池效率的世界纪录。这种新设备的效率几乎达到了40%，是现实世界中任何类型的太阳能电池中最高的。
上图：打破世界纪录的新量子阱太阳能电池，在蓝光下发红光。
在与太阳相当的光照条件下，该团队的新太阳能电池的效率为 39.5%。这里有一个重要的区别 —— 虽然其他实验太阳能电池的效率高达 47%，但那是在高度集中的光照条件下。在“单太阳”照明下测量它们的效率，可以更好地表明它们在现实世界中的表现。
新的太阳能电池打破了该团队自2020年以来创下的39.2%的纪录。相比之下，常用的硅太阳能电池和新兴的钙钛矿太阳能电池的效率最高约为25%，而结合这两种材料的串联太阳能电池的效率接近30%。
NREL 的太阳能电池还被测试了它在太空中的表现，如果它被用于为卫星和其他航天器提供动力。在这些条件下，它的效率达到了可观的34.2%。
这种新型太阳能电池是基于一种被称为“倒置变质多结”（IMM）电池的结构，包含三个“结”，这些“结”组件在光线作用下产生电流。每个连接都是由不同的材料组成的，在这个例子中，上面是磷化镓铟，中间是砷化镓，下面是砷化铟。这三种材料专门用于不同波长的光，使太阳能电池作为一个整体从光谱中获取更多的能量。
另一项促成新纪录效率的进步，是利用“量子阱”构建中间层。本质上，通过将导电层夹在两种带隙更宽的材料之间，电子被限制在二维范围内，这使得材料能够捕获更多的光。太阳能电池的中间层包含300个量子阱，将整体效率提升到新的高度。
这一突破可能对太阳能电池技术很重要，但该团队表示，制造这种类型的电池仍然相当昂贵。要降低这些成本并开辟新的应用领域，还需要进一步的工作。
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