不浪費任何光線，新型薄膜有助提高矽太陽能轉換效率

2022-07-25

現階段的矽晶太陽能電池主要吸收近紅外光、可見光，無法善加利用所有的光線，對此，美國科學家不希望浪費一絲一毫的光，開發出新型的太陽能板設計，可以將光波長轉換成矽晶電池可以吸收的光譜，最終提高太陽能轉換效率。

現在的太陽能板可以說是忽略紫外線和藍光等較短波長的光，過去科學家們一直在嘗試各種不同的太陽能電池設計，像是使用不同的材料或是染料，比如可以吸收藍光與綠光的鈣鈦礦電池、室內可用的有機太陽能電池，但目前進展有限。

美國紐約大學坦登工程學院則獲得突破，研發出特殊薄膜，可以將紫外線、藍色光轉換為近紅外光，有助於提高現有矽晶太陽能板的效率，重要的是，也能避免太陽能電池暴露在紫外線下，延長電池的使用壽命，薄膜也不會阻礙矽晶太陽能捕捉紅外光。

新型薄膜由摻雜少量鐿的無機鈣鈦礦材料製成，其中就如同上面所說，鈣鈦礦擅長吸收藍光，可以將光傳遞至鐿、發射近紅外光，最後被矽晶太陽能電池接收，完成「養分傳遞」。

團隊測試也發現，薄膜能以 82.5% 效率將藍色光轉換為紅色光，後續改良研究中，除了減少材料逸散出的鉍，新型薄膜也可將高達 95% 的藍光轉換到紅光，最後或許有機會突破 100% 藍紅光轉換效率。