薄膜GaAs太阳能电池实现28.3%转换效率

美国加利福尼亚大学伯克利分校（University of California， Berkeley）教授Eli Yablonovitch与美国Alta Devices公司组成的开发团队，开发出了转换效率为28.3％的单耦合型薄膜GaAs太阳能电池。这一消息是在美国举行的光学技术学会“Conference on Lasers and Electro Optics（CLEO）2012”（2012年5月6～11日，美国加利福尼亚州圣荷西市）上发布的。据Yablonovitch介绍，在2010年时单耦合型GaAs太阳能电池的转换效率最高值已超过26％（未聚光情况下）。

Alta Devices试制的单耦合型薄膜GaAs太阳能电池

据介绍，此次开发的太阳能电池则基于了“逆向思维”，采用了提高单元背面的光反射率，尽量让太阳能电池内产生的光子逃逸到太阳能电池外部的构造。按常规来说，太阳能电池一般都采用尽量不使光子释放到外部的设计，而此次恰恰与常规相反。

太阳能电池也需要“排气”！？

据Yablonovitch介绍，这是因为研究人员发现太阳能电池的输出电压与再结合产生的光子数量之间存在着正相关的结果。太阳能电池通过光子的入射产生电子空穴对，从而发电。此时，部分电子空穴对在被电极提取之前会再结合，再次形成光子。

此前，太阳能电池开发的研究课题之一是如何减少这种再结合。但是，据Yablonovitch介绍，太阳能电池输出电压越高，通过再结合产生的光子就越多，这是无法避免的。因此，Yablonovitch想到，“如果把太阳能电池设计成便于增加再结合产生的光子就行了”。而且，通过理论计算证实，将再结合产生的光子积极逃逸到太阳能电池外部时，输出电压会提高。Alta Devices在基于这一思路试制太阳能电池时，获得了打破原来记录的转换效率。

传统太阳能电池的元件构造采用光子一旦入射就尽量不让其外逃的设计。结果，通过再结合产生的光子也变得无处可逃，但这样似乎反而会降低太阳能电池的发电性能。