激光yyds！光电转换率达到巅峰

2021-07-02 09:10

在今年第 48 届 IEEE 光伏专家会议上，来自德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 ISE 的研究人员展示了将基于砷化镓（GaAs）的 III－V 族半导体光伏电池暴露于 858 nm 的激光中并实现了 68．9％的转换效率的神话。之所以称之为神话是因为68．9％的转换效率乃是迄今为止将光转化为电能的最高值！在展示中，研究团队使用了一种非常薄的太阳能电池（由砷化镓制成），并为其配备了高反射性、导电性的后视镜。

在光伏电池中，光被吸收在电池结构中。吸收的光使正负电荷释放，然后传导到前后电池触点，从而产生电能。当入射光的能量略高于半导体材料固有的所谓带隙能量时，光伏效应就会特别强大。因此，当单色激光光源与合适的半导体化合物材料相匹配时，理论上是有可能达到非常高的转换效率的。

这种拥有激光技术参与的能量传输形式也被称为光能技术，它尤其适用于需要电隔离电源、防雷或防爆、电磁兼容性或完全无线电力传输的应用。

与传统的铜缆输电相比，这样的光动能系统具有两个明显优势，弗劳恩霍夫ISE研究小组负责人Henning Helmers博士解释说：＂首先，光子被捕获在电池中，靠近带隙的光子能量的吸收能达到最大化，同时还能够最大限度地减少热化和传输损失。其次，内部产生的光子通过辐射复合被捕获并有效回收，这延长了有效载流子寿命，从而增加了额外的电压。＂。

研究所所长Andreas Bett教授高兴地说：＂这项研究表明光伏技术在太阳能发电以外的工业应用方面也有潜力。”

实际上，因为有了激光这件法宝的加持，此种光电传输的应用领域变得非常广泛，包括风力涡轮机的结构监测、高压线的监测、飞机油箱中的燃料传感器或来自体外的植入物的光学供应、无源光网络的监测或物联网应用的无线供电等。