據物理學家組織網近日報道，美國科學家研製出了一種體(ti) 光伏材料，用其製造的太陽能電池板成本低、效率高。40多年來，科學家們(men) 一直希望能研製出體(ti) 光伏材料，其除了能利用紫外線的能量外，還能利用可見光和紅外線的能量，新材料的問世終於(yu) 讓他們(men) 如願以償(chang) 。

　　新材料由賓夕法尼亞(ya) 大學和德雷克賽爾大學的科學家攜手研製而成，其有三大突出優(you) 勢。首先，它製造出的太陽能電池板比目前占據市場主流的矽基太陽能電池板更薄。第二，其原材料比目前高端薄膜太陽能電池所用材料更便宜。第三，這種材料是鐵電材料，這意味著其極性可打開也能關(guan) 閉，有助於(yu) 太陽能電池材料超越目前光電轉化效率的理論限製。

　　太陽能電池板低效的部分原因在於(yu) ，從(cong) 太陽那兒(er) 收集到的粒子進入太陽能電池後會(hui) 四處散落。如果想讓所有粒子都朝一個(ge) 方向流動，需要多層不同的引導材料，粒子每通過一層材料都會(hui) 損失一點，從(cong) 而降低了太陽能電池的能效。新式材料製成的太陽能電池引導層更少，因此能量損失更小；而且，鐵電材料引導粒子所耗費的能量也更少。

　　科學家們(men) 曆時5年才最終設計出這種新式材料，其由铌酸鉀和铌酸鋇鎳組合而成的鈣鈦礦晶體(ti) 構成。結果表明，其性能遠勝目前的鐵電材料且能吸收6倍多的太陽能。研究人員表示，進一步完善和調整該材料的組成將進一步提高能效。

　　德雷克賽爾大學材料科學和工程學的喬(qiao) 納森·斯潘尼爾表示：“新材料令人驚奇，因為(wei) 其由廉價(jia) 無毒且含量豐(feng) 富的元素組成，不像目前高效薄膜太陽能電池所使用的複合半導體(ti) 材料。”

　　研究人員使用一套工具證明，新材料能讓能量朝一個(ge) 方向移動而非在層間交錯而行，因此可將能量損失降低到最小。這種能力被稱為(wei) 體(ti) 光伏效應，自從(cong) 上世紀70年代就為(wei) 科學家們(men) 所知，但直到現在，科學家們(men) 隻在紫外線內(nei) 觀察到這種效應，而其實，太陽光的大多數能量位於(yu) 可見光和紅外線光譜內(nei) 。借助新材料，他們(men) 終於(yu) 在可見光和紅外線內(nei) 觀察到了這一效應。

　　而且，他們(men) 還證明，通過調整新材料組成成分的百分比，能減少該材料的能帶隙。斯潘尼爾說：“這種材料的能帶隙位於(yu) 紫外線範圍內(nei) ，但隻需增加10%的铌酸鋇鎳，就會(hui) 讓其能帶隙進入可見光範圍內(nei) 並接近太陽能轉化效率的理想值。”