美国科学家研发的新合金可能为后代太阳能电池铺出一条新的发展之路

密西根大学的一组研究人员刚刚创造了一类新半导体合金，无意中可能打造了先进的后代太阳能电池发展趋势，他们把它称为“集中式光伏电池”。它将太阳光收集并聚焦到由砷化镓或锗半导体制成的小型高效率太阳能电池上，可以实现超过50％的转换效率，比起传统的平板晶硅电池的效率可以说是有天壤之别的差距。

密西根大学材料科学与工程系的教授Rachel Goldman表示：“平板晶硅的效率基本上已经达到了材料的最佳潜能。 硅的成本近年来不怎么会下降，效率也没什么多大的空间来提升了。集中式光伏电池很可能成为下一代光伏能源发电的解决方案。”

现在的光伏集中器主要由喷涂在半导体晶片上的三种材料组成，总厚度仅为几微米，每层由此吸收不同波长的光，能够通过一层的光线很有可能被下一层的涂料捕获。

然而到目前为止，近红外光难以被这几层涂料吸收。因此，研究人员多年来一直在努力开发第四层合金来捕捉阳光。这听起来也许蛮简单，但是该层的性质需要对红外光敏感、稳定、耐用，并且具有与太阳能电池其他三层匹配的原子结构。此外，它的成本必须经济实惠。

研究人员现在声称已经研发出了符合以上所有条件的新材料。据大学讲解，他们结合了实地测量技术，包括X光衍射和离子束分析与定制的计算机建模。通过反复的实验与研究，研究人员发现，稍微不同类型的砷分子将更有效地与红外光配对。此外，他们发现不同的氮 - 铋混合物减少了制造步骤，并且也通过实验发现了将元件牢固混合的最佳温度。

根据研究人员，这种由砷、镓、铋和氮的混合物组成的新材料更容易生产，并且比以前的制剂成本低至于25％。

“魔术”这两个字形容材料科学家不太恰当，但当他们终于找到正确的配方以及解决方案时，就像完成了一场魔术表演。Goldman 表示： “基本上来讲，这使得我们能够用更少的原子喷雾制造这些半导体，而且每罐都可以显著降低成本。在制造行业中，这种简化是非常重要的。”

（来源：PV magazine    翻译：光伏测试网）

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