美國喬治華盛頓大學、海軍研究實驗室的科學家、Sotera防御解決方案公司、Semprius公司和伊利諾伊大學香檳分校聯(lián)合設計和構建了具有五個半導體結的新太陽能電池原型——三個砷化鎵(GaAs)結，兩個銻化鎵(GaSb)結。

這兩種重疊類型的光伏電池捕獲太陽光譜的不同部分，可以44.5%的轉換效率將陽光變?yōu)殡娔?，從而有可能成為世界上最有效的太陽能電池。相比之下，普遍的硅太陽能電池只將四分之一的可用能量轉換成電能。

新電池是一種聚光型光伏(CPV)電池，使用光學器件將陽光聚焦到微太陽能電池上，濃度為744個太陽。由于其尺寸小(小于1毫米)，可以利用更復雜材料開發(fā)經濟高效地的太陽能電池。

該研究的主要作者、喬治華盛頓大學的研究科學家Matthew Lumb說：“直接暴露在地球表面的太陽光中大約99%的能量在250nm和2500nm的波長之間，但是高效率多結太陽能電池的常規(guī)材料無法捕獲整個光譜范圍。我們的新器件能夠利用長波長光子中的能量，從而為實現(xiàn)最終的多結太陽能電池提供了途徑。”

該方法有兩個新穎的方面。首先，它使用基于GaSb襯底的材料系列，通常用于紅外激光器和光電探測器?；贕aSb的新型太陽能電池與捕獲較短波長太陽光子的常規(guī)襯底高效太陽能電池組合成堆疊結構。此外，堆疊過程使用轉印印刷，能夠以高精度三維組裝裝置。

研究人員認為，這個特殊的太陽能電池雖然非常昂貴，但重要的是其顯示出在效率方面可能的上限。盡管目前涉及的材料成本很高，但用于制造電池的技術仍然是有希望的。最終，通過使用非常高的太陽能濃度水平和技術來回收昂貴的生長基材，以降低成本，使同類產品投入市場。

這項研究取得了MOSAIC計劃的進步。該計劃是由高級研究計劃署能源(ARPA-E)資助的2400萬美元的研究項目，為美國的11個獨立團隊提供資金，每個團隊都致力于開發(fā)技術和概念，以革新光伏性能降低成本。研究人員指出，這種研究的資金對于未來開發(fā)可行的商業(yè)技術至關重要。