表面带有金字塔和锥形结构的太阳能电池可以提高发电效率。图片来源：斯坦福大学

虽然太阳能电池已经技术成熟、应用广泛，但其能源转化率一直存在瓶颈。例如，目前最成功、应用最广泛的硅基电池的能源转化率还不足30%。

近日，美国斯坦福大学电力工程教授范汕洄研究组采用的新型“金字塔”型表面设计可以使太阳能电池自动降温，从而克服了太阳能电池持久、高效发电中的一大障碍。

据悉，目前太阳能电池效率较低的一大原因是由电池本身过热造成的。数据显示，每升高1℃，太阳能电池的效率就会降低0.5%；于此同时，温度每升高10℃，太阳能电池的老化速率就会加倍。为此，科研界和工业界投入了巨资试图解决这个问题。

通常，太阳能电池能够轻易达到55℃以上。这使得能源转化率和寿命都大大降低。而通过通风或冷却液等主动降温方式不仅成本较高，还可能会形成遮挡影响能量吸收。

范汕洄研究组采用的设计则避免了这些问题。据悉，研究人员在电池表面增加一层非常薄的石英玻璃，上面嵌入微型的金字塔和锥形结构。通过这种改造，太阳能电池能可以将不需要的热量反射回去。该研究发表在美国光学学会（OSA）的公开获取杂志《光学》第一期上。

对太阳能电池来说，可见光转化为电能的效率最高，而红外光则主要携带热量。据范汕洄介绍，该设计采用的石英玻璃允许可见光通过，但是对特殊波长的光却有折射和反射的作用，从而实现了自动降温。

目前，研究人员已经在实验室中进行了相关测试，下一步，他们将在室外环境中进行测试。（陈欢欢编译）