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据麻省理工学院官方网站消息，该校科学家首次证明，太阳能电池的光电转换效率有望通过使用太阳能热光伏设备突破理论极限。
最新研究的基本原理非常简单:不能用于太阳能电池的能量不能以热的形式消散。所有的能量和热量首先被一个中间元件吸收，使得该元件达到能够释放热辐射的温度。通过调整添加剂层的材料和结构，利用适当波长的光释放辐射能，该光仅可被太阳能电池捕获，从而提高系统的光电转换效率并减少太阳能电池的发热。
这项研究的关键在于使用纳米光子晶体，当加热时，它能发出精确波长的光。在测试中，纳米光子晶体被集成到一组垂直排列的碳纳米管系统中。当该装置被加热到1000摄氏度时，光子晶体将连续释放波长与相邻光伏电池所能捕获的波长带完全匹配的光。光伏电池捕捉到这种光后，会将其转化为电流。研究人员用STPVs模块测试了光伏电池，结果与理论预测相符。
自1961年以来，人们已经知道传统太阳能电池的光电转换效率有肖克利码头效率的极限。对于目前广泛用于太阳能电池板的单层硅基太阳能电池，转换极限为32%。然而，有一些方法可以提高太阳能电池板的整体效率，例如使用多层电池或使用太阳能电池板设备在发电前将阳光转化为热量。发表在新一期《自然能源》上的最新研究使用了后一种方法。
研究作者戴维·比尔·曼说，理论预测指出，通过将传统太阳能电池与其他高科技材料层结合，转换效率可以达到理论极限的两倍以上。与传统的光伏设备相比，这种新系统具有明显的优势。首先，光子设备基于热而不是光产生辐射，这意味着它不会受到环境细微变化的影响。其次，它与蓄热系统相结合，可以持续利用太阳能。“研究表明，我们实际上可以突破肖克利码头区的效率极限”。接下来，他们计划制造这种太阳能电池的更大版本，并找到降低制造成本的方法。
