第71章新的材料

关于太阳能电池而言，最重要的参数是光电转换效率，在实验室所研发的硅基太阳能电池中，单晶硅电池效率为25.0%，多晶硅电池效率为20.4%，cigs薄膜电池效率达19.6%，cdte薄膜电池效率达16.7%，非晶硅薄膜电池的效率为10.1%，而在实际应用中效率略低这一水平。

我们熟知的晶硅电池分为单晶和多晶，差别在于所用硅片。

单晶硅片由多晶硅原料经拉晶炉拉成单晶棒后再切片制成，多晶硅片是由多晶硅料经铸锭炉铸成多晶硅锭后再切片制成。由于多晶硅电池的制作工艺与单晶硅电池差不多。

但就转换率看，去年的数据是这样的，单晶硅电池转换率普遍在16%~18%，多晶硅电池普遍转换率在15%~16%。

从制作成本比较，多晶硅电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，得到了大量发展。因此多晶硅电池占到晶硅电池量的2/3，占太阳能电池市场份额55%以上。但是，多晶硅虽然成本占据优势，除了上述转换率低于单晶硅外，其使用寿命也比单晶硅太阳能电池短。

在研究中，大家是根据之前楚度和两位教授讨论出来的理论进行试验的。

之前，阿文给楚度的资料，是远远超过了水蓝星的文明，甚至其中很多的材料都是目前没有见过的。

而解决办法，就是楚度询问阿文以后，阿文用这份技术再次简化了n个版本以后，可以适用于水蓝星。

包括材料方面，也是目前科技可以解决的问题，当然，对应的效果就要差了很多，可仍然是人类目前无法企及的地步。

一边试验，几人一边激烈的讨论。

辛翰墨说道：“其实，单纯提高电池效率这件事已经在20年前就发挥到极限了，最明显的，肖克利paper的限制有几点，体系中的材料带隙只有一种，且没有考虑量子效应等其他物理效应。”

“所以要突破肖克利的极限就要从这两点着手。第一点在20年前就已解决，当时利用三五族半导体进行mbe材料生长，用近乎完美的晶体来制造太阳能电池，而且使用两到三层不同带隙的材料，世界纪录是40%以上，关键词"叠层电池"。这种电池成本奇高，只能用于太空卫星和空间站，理论上只要不停地累加不同带隙的材料效率可以提高，有个计算的paper得到过十层材料极限效率为70%的结果，我认为我们可以和之前的理论结合尝试。”

“第二点现在正在着手解决，在你的理论中，包括量子阱和量子点太阳能电池，传统的材料中吸收一个光子产生一对电子-空穴，而在这些电池中一部分特定波长的光子可以产生多对电子-空穴，这些都有解决办法，我们现在需要的只是尝试。”

楚度说道：“可是辛教授，你要考虑还有一类铁电材料太阳能电池，由于体内有额外固定电场，理论上也可以提高电池效率，我们不能单一的去想。”

辛翰墨皱眉说道：“可以你看，不管是氧化钛纳米颗粒染色，还是是导电有机物，再或者就是半导体材料，还有science，这都不是一些容易发现的合适材料，楚总，你要明白，大自然中虽然仍然有许多我们未曾了解的材料，可是想从这方面考虑，我觉得太难了，这需要非常好的运气。”

楚度自然知道这一点，但幸好有阿文帮他。

楚度拿出一个袋子，里面放着一些白色奇怪的小颗粒，说道：“这是我之前从实验室意外合成的一种东西，它具有强大的性能，是一种非常奇特的材料，被我命名为l。在我看来，如果使用这种材料，可以极大的提高太阳光热的转化效率，我们可以试验分析一下。”

这所谓的l材料当然不是楚度自己弄出来的，而是在阿文的帮助下，用一些硅晶和特殊的导体及其他材料用化学融合合成的，成本并不高，甚至比曾经的电池材料都要便宜许多。

齐正清好奇的接过，嗅了嗅，没有什么特别的味道，他看着辛翰墨说道：“老辛，我们可以试试，本来这个理论就是远超当下科技的，我认为我们的材料，应该也是最新的，对不对？”

辛翰墨点头说道：“没错，我们的技术和理论都与众不同，材料和试验，也应该具有探索精神，来吧，老齐，分析一下这个材料的数据。”

众人很快就开始了工作。

科研和生产总是相距很远，九几年实验室的晶体硅效率极限25%，现在产业化才在背钝化上找出点苗头。

然而，各种电池的极限效率，40%多的那些的是用了300倍聚光，三五族电池原来用于空间电池的。

还有更牛逼的石墨烯太阳电池，可惜该噱头制造人到目前也不知道怎么做出pn结，纯粹是个笑话了。

太阳电池发电的极限，初级是工艺，中级是结构，高级是材料，材料学是大部分制造业的变革性起源。