競爭對手是串聯(lián)型太陽能電池

 除了量子點太陽能電池之外，還有要通過控制帶隙，把所有波長的光線都轉(zhuǎn)換成電能的其他嘗試。典型事例便是“串聯(lián)型太陽能電池”。這種電池的原理是通過重疊帶隙各異的多種半導體，吸收更多種波長的光線。

但串聯(lián)型太陽能電池存在重疊的半導體種類越多制造成本越高的缺點。產(chǎn)品壽命也比較短?，F(xiàn)在，其制造成本比晶體硅太陽能電池高出兩位數(shù)，因此用途僅限于宇宙開發(fā)等。

而荒川教授等人正在研發(fā)的量子點太陽能電池只需1種薄膜即可吸收各種波長的光線。因此，制造成本可以控制在晶體硅太陽能電池的幾倍左右，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，產(chǎn)品壽命也比較長。

現(xiàn)在，荒川教授等人的團隊正在使用分子束外延法（MBE）、有機金屬化學氣相沉積法（MOVCD）等方法制造量子點太陽能電池。半導體薄膜使用的是砷化鎵，量子點使用的是砷化銦。

探索不使用稀有金屬的方法

順便一提，分子束外延法需要把基板放置在與太空相同的10的負12次方的超高真空之中，加熱到450～500度。然后照射鎵和銦等原料的分子束，利用蒸鍍的方式形成半導體薄膜。通過調(diào)整基板的溫度等條件，可以控制量子點的大小、形狀和間隔。溫度越低，點的排列密度越大。

現(xiàn)在，荒川教授等人試制的量子點太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率約為16％。因此，他們計劃在今后繼續(xù)進行研發(fā)，尋找最佳的量子點大小、形狀和位置，以及最佳的材料組合，以不斷逼近理論值的上限。而且，雖現(xiàn)在的電池使用稀有金屬銦，但也在摸索無需使用稀有金屬的材料。

關(guān)于今后的展望，荒川教授談道：“在今后的10年內(nèi)，我們將為實用化展開驗證。廣泛普及估計需要15年到20年的時間。”

如果能量轉(zhuǎn)換效率高的太陽能電池投入實用，發(fā)電成本也將大幅降低，促進普及的進程。希望實用化能夠早日得以實現(xiàn).