美國科學家研發的新合金可能為後代太陽能電池鋪出一條新的發展之路

密西根大學的一組研究人員剛剛創造了一類新半導體合金，無意中可能打造了先進的後代太陽能電池發展趨勢，他們把它稱為「集中式光伏電池」。它將太陽光收集並聚焦到由砷化鎵或鍺半導體製成的小型高效率太陽能電池上，可以實現超過50％的轉換效率，比起傳統的平板晶硅電池的效率可以說是有天壤之別的差距。

密西根大學材料科學與工程系的教授Rachel Goldman表示：「平板晶硅的效率基本上已經達到了材料的最佳潛能。 硅的成本近年來不怎麼會下降，效率也沒什麼多大的空間來提升了。集中式光伏電池很可能成為下一代光伏能源發電的解決方案。」

現在的光伏集中器主要由噴塗在半導體晶片上的三種材料組成，總厚度僅為幾微米，每層由此吸收不同波長的光，能夠通過一層的光線很有可能被下一層的塗料捕獲。

然而到目前為止，近紅外光難以被這幾層塗料吸收。因此，研究人員多年來一直在努力開發第四層合金來捕捉陽光。這聽起來也許蠻簡單，但是該層的性質需要對紅外光敏感、穩定、耐用，並且具有與太陽能電池其他三層匹配的原子結構。此外，它的成本必須經濟實惠。

研究人員現在聲稱已經研發出了符合以上所有條件的新材料。據大學講解，他們結合了實地測量技術，包括X光衍射和離子束分析與定製的計算機建模。通過反覆的實驗與研究，研究人員發現，稍微不同類型的砷分子將更有效地與紅外光配對。此外，他們發現不同的氮 - 鉍混合物減少了製造步驟，並且也通過實驗發現了將元件牢固混合的最佳溫度。

根據研究人員，這種由砷、鎵、鉍和氮的混合物組成的新材料更容易生產，並且比以前的製劑成本低至於25％。

「魔術」這兩個字形容材料科學家不太恰當，但當他們終於找到正確的配方以及解決方案時，就像完成了一場魔術表演。Goldman 表示： 「基本上來講，這使得我們能夠用更少的原子噴霧製造這些半導體，而且每罐都可以顯著降低成本。在製造行業中，這種簡化是非常重要的。」

（來源：PV magazine 翻譯：光伏測試網）

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