由美国海军研究实验室(US Naval Research Laboratory)、德雷塞尔大学(Drexel University)、宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)，以及俄罗斯科学院(Russian Academy of Sciences)舒布尼可夫晶体研究所(Shubnikov Institute of Crystallography)共同组成的研究团队利用钛酸钡晶体更有效率地将阳光转换为电能，甚至突破了S-Q效率极限(Shockley-Queisser limit)理论预测所能实现的效率——能隙材料在可见光频谱几乎不吸收光。这可能也有助于开发透明的太阳能电池。
能量采集机制有赖于收集“热”电子——当阳光照射时，在光电(PV)材料中携带更多的能量；这种大规模的光电效应可望开启新的电池设计技术。
光激发过程示意图。a: 中心对称的晶体；b: 中心不对称的晶体；c: 实验配置，包括半径为10的热化半球；Ec: 导电带最小值；Ev: 价电带最小值.…
“钛酸钡吸收不到十分之一的太阳光谱。但是，相较于传统太阳能电池构成的理论限制，我们的设备使用这种材料或相同能隙的材料，能够更有效率地转换更高50%的入射功率，”Drexel University材料科学、物理与电子工程教授Jonathan Spanier解释；Jonathan Spanier同时也是这项研究的主要作者之一。
新的研究途径还利用了铁电材料的屏蔽效果。纳米级电极用于收集太阳能电池中的电流，提高了碰撞电离化以及倍增载子，从而创造出一连串的电子；而其所提高的效率更超越了S-Q转换极限(假设能源过多会像热一样损耗)。
编译：Susan Hong
本文授权编译自EE Times，版权所有，谢绝转载
关注最前沿的电子设计资讯，请关注“电子工程专辑微信公众号”。
