40多年來，科學(xué)家們一直希望能研制出體光伏材料，該材料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，用其制造的太陽能電池板成本低、效率高。日前由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)和德雷克賽爾大學(xué)的科學(xué)家攜手研制而成的新材料終于讓他們?nèi)缭敢詢敗?nbsp; 

新材料能讓能量朝一個(gè)方向移動(dòng)而非在層間交錯(cuò)而行，因此可將能量損失降低到最小。這種能力被稱為體光伏效應(yīng)，自從上世紀(jì)70年代就為科學(xué)家們所知，但直到現(xiàn)在，科學(xué)家們只在紫外線內(nèi)觀察到這種效應(yīng)，而其實(shí)，太陽光的大多數(shù)能量位于可見光和紅外線光譜內(nèi)。借助新材料，他們終于在可見光和紅外線內(nèi)觀察到了這一效應(yīng)。  

體光伏材料有三大突出優(yōu)勢(shì)。首先，用這種材料制造出的太陽能電池板比目前占據(jù)市場(chǎng)主流的硅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(guān)閉，有助于太陽能電池材料超越目前光電轉(zhuǎn)化效率的理論限制。 

科學(xué)家們歷時(shí)5年才最終設(shè)計(jì)出這種新式材料，其由鈮酸鉀和鈮酸鋇鎳組合而成的鈣鈦礦晶體構(gòu)成。結(jié)果表明，其性能遠(yuǎn)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(jìn)一步完善和調(diào)整該材料的組成將能進(jìn)一步提高其能效。  

德雷克賽爾大學(xué)材料科學(xué)和工程學(xué)教授喬納森·斯潘尼爾表示：“新材料令人驚奇，因?yàn)槠溆闪畠r(jià)無毒且含量豐富的元素組成，不像目前高效薄膜太陽能電池所使用的復(fù)合半導(dǎo)體材料。”  

通過調(diào)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于紫外線范圍內(nèi)，但只需增加10%的鈮酸鋇鎳，就會(huì)讓其能帶隙進(jìn)入可見光范圍內(nèi)并接近太陽能轉(zhuǎn)化效率的理想值。”