新材料显示出推进下一代高效太阳能电池开发的巨大潜力，这对满足全球能源需求至关重要。利哈伊大学的一个团队创造了一种可以显著提高太阳能电池板效率的材料。
使用这种材料作为太阳能电池中活性层的原型表现出80%的平均光电吸收率、高的光激发载流子产生率和高达前所未有的190%的外量子效率(EQE)，这一数字远远超过了硅基材料的理论肖克利-奎塞效率极限，并将光伏量子材料领域推向了新的高度。
“这项工作代表着我们在理解和开发可持续能源解决方案方面迈出了重要一步，突出了在不久的将来可以重新定义太阳能效率和可负担性的创新方法”，物理学教授Chinedu Ekuma说，他与利哈伊博士生Srihari Kastuar在《科学进展》杂志上发表了一篇关于太阳能材料开发的论文。
高级材料特性
材料效率的飞跃很大程度上是由于其独特的“间隙态”，即位于材料电子结构中的特定能级，使其成为太阳能转换的理想选择。
这些状态的能级在最佳子带隙内，即材料可以有效吸收阳光并产生电荷载流子的能量范围内，约为0.78和1.26电子伏特。此外，该材料在电磁光谱的红外和可见光区域具有高水平的吸收，表现特别好。
在传统的太阳能电池中，最大EQE为100%，这意味着阳光吸收的每个光子都会产生和收集一个电子。然而，在过去几年中开发的一些先进材料和配置已经证明了从高能光子中产生和收获多个电子的能力，即EQE超过100%。
尽管这种多激子产生(MEG)材料尚未广泛商业化，但它们有可能显著提高太阳能系统的效率。在利哈伊开发的材料中，带隙态允许捕获传统太阳能电池中损失的光子能量，包括通过反射和热量产生。
