太陽能光伏電池典型的在電光轉(zhuǎn)換效率20%下工作，而美國斯坦福大學(xué)（Stanford University）于不久前宣布，開發(fā)的新系統(tǒng)通過將太陽光輻射的光和熱組合在一起，可望使電光轉(zhuǎn)換效率達(dá)到60%。

　　太陽能光伏電池（簡稱光伏電池）用于把太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能。目前地面光伏系統(tǒng)大量使用的是以硅為基底的硅太陽能電池，可分為單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池。在能量轉(zhuǎn)換效率和使用壽命等綜合性能方面，單晶硅和多晶硅電池優(yōu)于非晶硅電池。多晶硅比單晶硅轉(zhuǎn)換效率低，但價格更便宜。按照應(yīng)用需求，太陽能電池經(jīng)過一定的組合，達(dá)到一定的額定輸出功率和輸出的電壓的一組光伏電池，叫光伏組件。根據(jù)光伏電站大小和規(guī)模，由光伏組件可組成各種大小不同的陣列。

　　太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)原理工作的太陽能電池則還處于萌芽階段。太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴--電子對。在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。

　　標(biāo)準(zhǔn)的硅太陽能電池有二方面限制，它們僅吸收部分光譜，而將其余的作為熱量反射，并且，隨著溫度的上升而使其效率下降。相對比較，新系統(tǒng)將采用太陽能聚集器如拋物線蹀在高達(dá)800°C溫度下可工作得更好。該大學(xué)已從標(biāo)準(zhǔn)的光伏進(jìn)入不同的物理過程。

　　斯坦福大學(xué)的系統(tǒng)為由真空隔開的二個電極組成的太陽能電池。關(guān)鍵元件是陰極，陰極由在半導(dǎo)體上涂復(fù)了銫的單層組成。光子和熱量會促進(jìn)電子從陰極上釋放，研究人員稱這一過程為光子增強(qiáng)的熱離子釋放（PETE）。

　　研究人員已在實(shí)驗(yàn)室在高達(dá)400°C下，采用涂復(fù)銫的氮化鎵（GaN）試驗(yàn)了這一概念。選用GaN用于試驗(yàn)，是因?yàn)樗鼛в袖C，熱穩(wěn)定性好。雖然在能源轉(zhuǎn)化方面，它是一種劣質(zhì)材科，電子釋放效率僅達(dá)到0.1%，但驗(yàn)證表明，重要的是可同時捕集光和熱，并使該過程因提高了溫度而得以改進(jìn)?，F(xiàn)在的工作是采用更常用的太陽能電池材料，如砷化鎵和硅，挑戰(zhàn)是帶有銫則熱穩(wěn)定性較差。