为了产生更多电力而发光的太阳能电池（创纪录的技术）

太阳能电池棒极了，LED棒极了，但是像LED一样起作用的太阳能电池又如何呢？看起来如此，也许最值得注意的是，这种太阳能电池的电压也增加了。

Eli Yablonovitch和Owen Miller提出了新的太阳能电池效率理论。图片中的监视器说明了新的物理概念，其中增加的发光产生更高的效率。照片由Eli Yablonovitch提供。

太阳能电池的目的是捕获尽可能多的光并从中产生能量。但是加州大学伯克利分校的研究人员认为，他们应该自己做一些光产生。这些研究人员认为，“太阳能电池应设计成更像LED，能够发射和吸收光，”光学学会指出。

为什么？因为这导致更高的太阳能电池效率，所以每个太阳能电池的电量更多。

加州大学伯克利分校的研究人员计划在激光与电光大会（CLEO：2012年）将于5月6日至11日在加利福尼亚州圣何塞举行。

再次解释一下-发光如何使太阳能电池更高效？

“我们证明的是，太阳能电池发射光子的性能越好，其电压越高，产生的效率就越高，”加州大学伯克利分校电气工程学教授兼首席研究员埃利·雅布洛诺维奇说。

众所周知，太阳能电池无法将接收到的所有光能转化为电能。这就是太阳能电池效率的全部意义所在。尽管一些多结太阳能电池的效率超过40％，但典型的晶体太阳能电池的理论效率极限约为30％。但是，要达到这种效率一直是一个挑战，而且大约有50年的历史了。但是加州大学伯克利分校的研究人员认为他们已经破解了密码。这是来自光学学会的更多信息：

“从根本上说，这是因为吸收与排放之间存在热力学联系，”米勒说。设计太阳能电池以发光（以使光子不会在电池内“丢失”）具有增加太阳能电池产生的电压的自然效果。“如果您的太阳能电池是良好的光发射器，那么它也会产生更高的电压，”反过来，这又增加了每单位太阳光可从电池中获取的电能量。

发光和电压齐头并进的理论并不新鲜。但米勒继续说，在此之前从未考虑过将这种想法用于太阳能电池的设计。

高效的Alta Devices太阳能电池。信用：阿尔塔设备公司的Joe Foster。

因此，最后，研究人员努力将光子发送回太阳能电池。有趣。当然，这有点违反直觉。

仍然对将光子从太阳能电池中发出如何帮助提高其效率感到困惑？以下是有关太阳能电池如何工作以及为什么如此好的一些详细信息：

当来自太阳的光子撞击到电池内的半导体材料时，太阳能电池就会发电。来自光子的能量将电子从这种材料中释放出来，使电子自由流动。但是，将电子释放的过程也可以产生新的光子，称为发光。新颖的太阳能电池设计背后的想法是，这些新的光子-并非直接来自太阳-应该被允许尽可能容易地从电池中逸出。

希望将高效，发光的太阳能电池推向市场的Alta Devices

当然，至少已经组建了一家公司，试图在市场上率先开发此类太阳能电池。总部位于旧金山湾地区的Alta Devices“采用了新概念来制造由砷化镓（GaAs）制成的原型太阳能电池…。该原型打破了[单结太阳能电池效率]的记录，效率从26％跃升至28.3％。该公司部分实现了这一里程碑，这是通过设计电池使光尽可能容易地从电池中逸出而实现的，该技术包括例如增加后视镜的反射率，该反射镜将入射的光子通过反射镜返回。设备的正面。”

该公司在今年2月指出，Alta Devices的“最新的太阳能电池板已经通过了国家可再生能源实验室（NREL）的验证，效率为23.5％”，这是新的太阳能电池板效率记录。（请注意，太阳能电池板的效率比太阳能电池低，因为它还包含其他组件。）Alta Devices正在努力尽快实现商业化。在此过程中，我认为它将继续尝试新的世界纪录以及单结太阳能电池的理论最大效率。

Eli Yablonovitch是“打破太阳能电池效率记录的光电子学”研究的首席研究员，也是加州大学伯克利分校电气工程教授。他希望研究人员在未来几年内将实现接近30％的效率。

总体而言，这对于太阳能电池科学家和各行各业的公司来说已经是相当重要的研究，因为它适用于所有类型的太阳能电池，并且在该领域具有广泛的意义。