美國加州大學戴維斯分校的科研人員通過計算機模擬證實，利用特殊的“矽BC8”結構，能夠基於(yu) 單個(ge) 光子產(chan) 生多個(ge) 電子空穴對，大幅提升太陽能電池的轉換效率。相關(guan) 研究報告發布在最新一期的《物理評論快報》上。

　　太陽能電池以光電效應作為(wei) 基礎，當一個(ge) 光子或是光粒子擊中單個(ge) 矽晶體(ti) 時，便會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 帶負電荷的電子以及一個(ge) 帶正電荷的空穴，而收集這些電子空穴對就能夠生成電流。作為(wei) 論文的合著者，該校化學係的朱莉亞(ya) ·加利表示，傳(chuan) 統的太陽能電池能基於(yu) 每個(ge) 光子產(chan) 生一個(ge) 電子空穴對，因此其理論最大轉換效率約為(wei) 33%。而新途徑能夠基於(yu) 單個(ge) 光子產(chan) 生多個(ge) 電子空穴對，從(cong) 而切實提升太陽能電池的效率。

　　科研人員借助勞倫(lun) 斯伯克利國家實驗室的超級計算機模擬了矽BC8的行為(wei) ，這種矽結構形成於(yu) 高壓環境，但其在正常壓力下也很穩定。模擬結果顯示，矽BC8納米粒子確實基於(yu) 單個(ge) 光子生成了多個(ge) 電子空穴對，即使當它暴露於(yu) 可見光時亦是如此。

　　此次研究的主要作者、博士後研究員斯蒂芬·魏博曼談到，這一途徑可使太陽能電池的最大轉化效率提升至42%，超越任何現有的太陽能電池，意義(yi) 十分重大。“事實上，如果利用拋物麵反射鏡為(wei) 新型太陽能電池聚集陽光，我們(men) 有理由相信，其轉換效率或可高達70%。”他補充說道。

　　有些遺憾的是，通過與(yu) 傳(chuan) 統的矽納米粒子相結合，目前製成的太陽能電池模型僅(jin) 能在紫外線的照射下工作，還不能在可見光照射下正常工作。此前哈佛大學和麻省理工學院的科學家曾發表論文指出，當普通矽太陽能電池被激光照射時，激光所發出的能量或可營造出局部的高壓以形成矽BC8納米晶體(ti) 。因此，施加激光或是化學壓力都可能使現有的太陽能電池轉化為(wei) 高效的新型太陽能電池。

　　太陽能電池或許是最清潔和方便的能源。但目前的電池板有一點不能令人完全滿意：光電轉化效率。近幾年，國際上開發出不少新材料，都能提高太陽能電池的效率，高的能達到20%。這一次，美國科學家發明的新微觀結構，更是讓半導體(ti) 的效率上限翻番。當然這是計算機模擬的結果，大規模應用為(wei) 時尚早。從(cong) 經驗來看，低能耗生產(chan) 新式光電池，難度不可小覷。