雖然現(xiàn)在愈來愈多科學(xué)家秉持著兩人合力事倍功半的精神，開始將兩種不同太陽能材料串聯(lián)，盼提高太陽能轉(zhuǎn)換效率，但就像小組報(bào)告中總會(huì)有人拖后腿，研發(fā)串聯(lián)太陽能不太容易，對(duì)此，美國科學(xué)家已透過新電池設(shè)計(jì)，開發(fā)全新鈣鈦礦-硅太陽能電池，轉(zhuǎn)換效率更有望提高至32.2%。

硅晶太陽能是目前最常見的太陽能技術(shù)，但它其實(shí)并不是轉(zhuǎn)換效率最高的太陽能板，只是具有成本跟制造優(yōu)勢(shì)。其中硅只能吸收紅外或是近紅外光，將其他的光轉(zhuǎn)換成熱，且在大規(guī)模商業(yè)化情況下，硅晶太陽能轉(zhuǎn)換效率也逐漸觸頂，因此科學(xué)家開始想透過串聯(lián)技術(shù)，讓其他太陽能材料來助硅晶一臂之力。

像是英國、瑞士、美國與中國等國都正絞盡腦汁想研發(fā)鈣鈦礦-硅晶太陽能，讓鈣鈦礦吸收藍(lán)光再轉(zhuǎn)換成電流，硅晶則負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換紅光、近紅外光。

只不過兩種材料合作過程總有摩擦，目前技術(shù)多是將鈣鈦礦層直接迭在硅太陽能板上，但材料相迭后會(huì)發(fā)生能隙重迭效應(yīng)(bandgapoverlapeffect)，使底部硅晶電池性能大打折扣，且將串聯(lián)兩種電池更意味著電路設(shè)計(jì)也跟過去所不同，兩個(gè)電池的輸出量也必須要一樣，因此電力輸出較高的電池會(huì)受到較低那一方的限制，這讓鈣鈦礦-硅太陽能在發(fā)電跟制造方面都存有極大挑戰(zhàn)。

對(duì)此，美國華盛頓大學(xué)科學(xué)家采用全新的太陽能制程與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓鈣鈦礦直接“生長”在硅基太陽能板上，值得注意的是，鈣鈦礦太陽能板并不是將藍(lán)光轉(zhuǎn)換成電，而是將藍(lán)光轉(zhuǎn)變成近紅外光，讓底下的硅晶太陽能板可以吸收并轉(zhuǎn)換更多的光。

該團(tuán)隊(duì)主要是受到之前中國研究的啟發(fā)，兩年前中國吉林大學(xué)也有做過類似實(shí)驗(yàn)，他們把稀土金屬鐿噴涂在鈣鈦礦上之后，發(fā)現(xiàn)新型太陽能明明已吸收藍(lán)光產(chǎn)生電子，但并不會(huì)產(chǎn)生電流，而是將能量輸送給鐿原子，而這并非壞事，因?yàn)殍O原子激發(fā)后會(huì)發(fā)射近紅外光，這一現(xiàn)象反而有助下方的硅晶太陽能吸收光，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率。

華盛頓大學(xué)化學(xué)家DanielGamelin表示，鐿原子所產(chǎn)生的近紅外光子大多會(huì)傳到下方的硅太陽能電池中，讓太陽能板更有效的吸收光，與此同時(shí)也能降低熱導(dǎo)致的損失。但科學(xué)家若要采用這一方案，還是有些許挑戰(zhàn)待跨，像是鈣鈦礦太陽能板如何迭加在硅晶太陽能板之上、如何讓鈣鈦礦材料分布均勻等。

為解決這一挑戰(zhàn)，華盛頓大學(xué)科學(xué)團(tuán)隊(duì)也運(yùn)用新制程，他們透過常見的太陽能生長方法“真空沉積(Vacuumdeposition)”技術(shù)，成功在14公分大小的硅太陽能板上形成摻雜鐿的鈣鈦礦層。新型太陽能板的性能也相當(dāng)好，Gamelin估計(jì)新型太陽能應(yīng)該可以轉(zhuǎn)換32.2%的太陽光，與過去研究的27%效率相比已提高19.2%。

雖然目前尚不知道該技術(shù)是否可以將轉(zhuǎn)換效率提高到如此境界，畢竟團(tuán)隊(duì)還無法知道鐿原子在轉(zhuǎn)換過程中會(huì)流失多少近紅外光，但對(duì)于太陽能產(chǎn)業(yè)來說，能提高轉(zhuǎn)換效率基本上就是一大好事。