太陽能是免費(fèi)和近乎無限的，對(duì)于“能源即生命”的人類而言，沒有理由視而不見、任其浪費(fèi)。不過，即便是當(dāng)前光電轉(zhuǎn)化效率最高、也是最主流的硅片太陽能電池，也僅能將光能的四分之一加以利用。而據(jù)英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志在線發(fā)表的一篇文章指出，盡管目前，晶硅太陽能電池仍有著價(jià)格低廉、工藝成熟等顯著優(yōu)點(diǎn)，但隨著石化能源枯竭帶來的危機(jī)日益臨近，科學(xué)家們已經(jīng)開始尋找效率更高的替代者。

美國伊利諾伊州大學(xué)香檳分校的約翰˙羅格博士就是其中之一。他與美國聚光光伏組件廠商Semprius公司聯(lián)合研發(fā)的新型硅片，在最新的試驗(yàn)項(xiàng)目中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。其實(shí)早在2012年，Semprius公司就曾公布旗下光伏組件轉(zhuǎn)換效率創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄，達(dá)到33.9%(有效面積)，并獲得了証實(shí)與室外檢驗(yàn)確認(rèn)。而此次，在2014年的美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)會(huì)議上，羅格宣布其光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了42.5%。即便封裝入面板，也能夠保持在35%，而經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)試，最高可達(dá)到驚人的50%。

             

       這種新型電池的秘密是什么呢?

答案是它的構(gòu)造并非傳統(tǒng)形式，而是在每塊電池板中層層堆疊了四塊硅片。

一般而言，太陽能電池都由半導(dǎo)體材料制成。每種半導(dǎo)體都具有一種被稱為帶隙的性質(zhì)，帶隙的不同將半導(dǎo)體彼此區(qū)別開來。帶隙決定著一種半導(dǎo)體能夠吸收的光線的最長波長，也控制著其從波長較短光線的光子中，所能獲取的能量上限。

通常情況下，正是因?yàn)閹兜拇嬖?，傳統(tǒng)太陽能電池難以捕獲長波光線中的光子，而對(duì)短波光線光子又無法做到完全利用。

為了克服這一弊端，約翰˙羅格在制作相疊放的四塊電池片時(shí)，分別使用不同的材料。其目的就是讓上一層電池片的帶隙最低值與下一層電池片帶隙的最高值相吻合，以此類推。這樣，每一層電池片都能夠各自吸收掉光譜中的幾種波長并將其轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)讓其他波長“漏”給下一層使用，最終實(shí)現(xiàn)物盡其用。