雷鋒網(wǎng)按：太陽(yáng)能電池板的價(jià)格比過(guò)去便宜不少，但對(duì)居民來(lái)說(shuō)安裝成本仍然居高不下。更高效的產(chǎn)品則可以幫助用戶更快收回成本。所以怎樣提高面板利用陽(yáng)光的效率成為太陽(yáng)能研究和開發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)。 據(jù) Arstechnica 報(bào)道，最近，一個(gè)日本團(tuán)隊(duì)開發(fā)出轉(zhuǎn)化效率破記錄的太陽(yáng)能電池板。本文由雷鋒網(wǎng)整理編譯。

組成太陽(yáng)能板的硅單元有一個(gè)理論效率極限為29%，但到目前為止，這一數(shù)字已被證明難以實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，效率可以達(dá)到20%的產(chǎn)品就被認(rèn)為是非常好的太陽(yáng)能電池板。不過(guò)日本化學(xué)制造公司 Kaneka 的研究人員開發(fā)了一種光線轉(zhuǎn)化率26.3%的太陽(yáng)能電池，打破之前25.6%的紀(jì)錄。雖然只是增加了2.7%的效率，但在改進(jìn)太陽(yáng)能電池技術(shù)越來(lái)越艱難的今天實(shí)屬不易。

不僅如此，研究人員在論文中還提到，他們向《 Nature Energy 》雜志提交研究報(bào)告后又進(jìn)一步優(yōu)化太陽(yáng)能電池的效率，達(dá)到了26.6%。而且這個(gè)結(jié)果已經(jīng)被國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室( NREL )認(rèn)可。

在《 Nature Energy 》雜志的文章中，研究人員描述了一個(gè)由高質(zhì)量薄膜異質(zhì)結(jié)層( HJ )構(gòu)建的180.4平方厘米硅單元——也就是說(shuō)，該單元內(nèi)電子不能存在的空隙將大大減少。異質(zhì)結(jié)層控制技術(shù)在太陽(yáng)能電池制造中被廣泛采用，松下（ Panasonic ）就在布法羅市的 Solar City 工廠中使用它為特斯拉制造電池，而Kaneka也有自己專屬的異質(zhì)結(jié)層技術(shù)。

對(duì)于這種破紀(jì)錄的太陽(yáng)能電池，Kaneka 研究人員還把低阻電極放到硅單元的背面，從而最大化地收集單元內(nèi)的光子。這種技術(shù)在許多太陽(yáng)能電池中很常見，硅單元的表面被涂上一層非晶硅和一層抗反射膜用于保護(hù)單元內(nèi)的組件，以及更有效地收集光子。

在描述過(guò)太陽(yáng)能電池的體系結(jié)構(gòu)后，Kaneka 研究者分析了阻止硅單元達(dá)到29%理想效率的能量損耗，這可能有助于未來(lái)太陽(yáng)能電池制造商優(yōu)化硅單元，以接近極限效率。Kaneka 研究人員估計(jì)，整體效率降低原因包括0.5%的電阻損耗，1%的光學(xué)損失(單元接收光的方式)，以及1.2%的外部電子重組。

論文中還指出，這種太陽(yáng)能電池是使用一種“適于工業(yè)化生產(chǎn)”過(guò)程加工而成，類似等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法（PECVD)，一種元素從氣體狀態(tài)在固體薄片上沉積成薄膜的技術(shù)。

作者最后說(shuō)到：“要把獨(dú)立硅單元組裝成可商用的太陽(yáng)能電池板，還需要更多工作”研究由日本的新能源和工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織（NEDO）提供資助。據(jù) IEEE Specturm 報(bào)道，該公司將繼續(xù)與 NEDO 合作，研究如何降低太陽(yáng)能電池的成本，計(jì)劃到2030年逐步降低到0.06美元/千瓦時(shí)。雷鋒網(wǎng)將保持關(guān)注。

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