美國喬治華盛頓大學(xué)、海軍研究實驗室的科學(xué)家、Sotera防御解決方案公司、Semprius公司和伊利諾伊大學(xué)香檳分校聯(lián)合設(shè)計和構(gòu)建了具有五個半導(dǎo)體結(jié)的新太陽能電池原型——三個砷化鎵（GaAs）結(jié)，兩個銻化鎵（GaSb）結(jié)。

這兩種重疊類型的光伏電池捕獲太陽光譜的不同部分，可以44.5％的轉(zhuǎn)換效率將陽光變?yōu)殡娔埽瑥亩锌赡艹蔀槭澜缟献钣行У奶柲茈姵亍Ｏ啾戎拢毡榈墓杼柲茈姵刂粚⑺姆种坏目捎媚芰哭D(zhuǎn)換成電能。

新電池是一種聚光型光伏（CPV）電池，使用光學(xué)器件將陽光聚焦到微太陽能電池上，濃度為744個太陽。由于其尺寸小（小于1毫米），可以利用更復(fù)雜材料開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效地的太陽能電池。

該研究的主要作者、喬治華盛頓大學(xué)的研究科學(xué)家Matthew Lumb說：“直接暴露在地球表面的太陽光中大約99％的能量在250nm和2500nm的波長之間，但是高效率多結(jié)太陽能電池的常規(guī)材料無法捕獲整個光譜范圍。我們的新器件能夠利用長波長光子中的能量，從而為實現(xiàn)最終的多結(jié)太陽能電池提供了途徑。”

該方法有兩個新穎的方面。首先，它使用基于GaSb襯底的材料系列，通常用于紅外激光器和光電探測器。基于GaSb的新型太陽能電池與捕獲較短波長太陽光子的常規(guī)襯底高效太陽能電池組合成堆疊結(jié)構(gòu)。此外，堆疊過程使用轉(zhuǎn)印印刷，能夠以高精度三維組裝裝置。

研究人員認(rèn)為，這個特殊的太陽能電池雖然非常昂貴，但重要的是其顯示出在效率方面可能的上限。盡管目前涉及的材料成本很高，但用于制造電池的技術(shù)仍然是有希望的。最終，通過使用非常高的太陽能濃度水平和技術(shù)來回收昂貴的生長基材，以降低成本，使同類產(chǎn)品投入市場。

這項研究取得了MOSAIC計劃的進(jìn)步。該計劃是由高級研究計劃署能源（ARPA-E）資助的2400萬美元的研究項目，為美國的11個獨(dú)立團(tuán)隊提供資金，每個團(tuán)隊都致力于開發(fā)技術(shù)和概念，以革新光伏性能降低成本。研究人員指出，這種研究的資金對于未來開發(fā)可行的商業(yè)技術(shù)至關(guān)重要。