來自芬蘭坦佩雷大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)了一種III-V型多結(jié)太陽(yáng)能電池，據(jù)稱該電池的能量轉(zhuǎn)換效率有望達(dá)到50%。

基于AlGaInP、AlGaAs和GaInNAsSb材料的寬光譜覆蓋(0.7-2.2eV)晶格匹配多結(jié)太陽(yáng)能電池發(fā)表在《光伏進(jìn)展》雜志上，該四結(jié)器件由三種不同的III-V材料構(gòu)建:第一個(gè)結(jié)為銦鎵磷化(InGaP);第二為砷化鎵(GaAs);鎵-銦-硫化鈉-銻(GaInNAsSb)為其他兩個(gè)結(jié)。

這四個(gè)器件的帶隙分別為1.88、1.42、1.17和0.93電子伏(eV)，根據(jù)研究人員的研究，它們的組合實(shí)現(xiàn)了廣泛的光譜覆蓋。科學(xué)家們解釋說:這種結(jié)構(gòu)有效地覆蓋了350-1310nm的光譜范圍，理論上，在1000度陽(yáng)光照射下，波段內(nèi)效率可以達(dá)到52%以上。假設(shè)使用最佳帶隙為2,1.51、1.16和0.79eV的材料，我們估計(jì)在1500太陽(yáng)時(shí)，由于減少了傳輸和熱損耗，效率可能達(dá)到49.8%。

半導(dǎo)體器件(如太陽(yáng)能電池)的帶隙決定了需要多少光子進(jìn)行傳導(dǎo)。例如，晶體硅(C-Si)的帶隙能量為1.11eV，而碲化鎘(CdTe)的帶隙能量為1.44eV，其發(fā)電效率低于C-Si。

采用分子束外延法(MBE)在砷化鎵上單片生長(zhǎng)。多結(jié)裝置的性能是通過商業(yè)穩(wěn)態(tài)OAI7千瓦TriSOL太陽(yáng)模擬器進(jìn)行測(cè)量的，外部量子效率(EQE)是通過一個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量的。EQE是太陽(yáng)能電池將特定波長(zhǎng)的入射光子轉(zhuǎn)換為電能的一個(gè)指標(biāo)。研究人員表示:4J太陽(yáng)能電池在560太陽(yáng)光照下的效率為39%，同時(shí)在開路電壓(Voc)超過4.1V的情況下，即使在1000個(gè)太陽(yáng)時(shí)也表現(xiàn)出良好的電氣性能。

為了進(jìn)一步提高太陽(yáng)能電池的性能，芬蘭小組正在研究將帶隙超過2eV的鋁-鎵-銦-磷化(AlGaInP)亞細(xì)胞與帶隙低于0.8eV的GaInNAsSb底物結(jié)合的潛力。