太阳能经历了一场良性危机

在世界上很多空气污染比较少的地方，晴朗的天空使得光伏发电站（把光能转换成电能）变得更加高效和可靠。同时，随着用电需求下降，火力和燃气发电站逐渐淡出视野。在英国，4月20号太阳能发电量的峰值高达9.7千兆瓦，那一刻太阳能瞬时发电量占全国总量的30%，是以往的十倍。在德国，四月份有一整周时间太阳能混合发电量占到全国总发电量的23%，而2019年这一数字平均只有8%。

对于标准太阳能发电厂生产的电网量级的电能来说，当前的情况可能会持续下去。但是很多人认为太阳能还有更大的潜力。有些人想彻底重新设计太阳能发电厂，其他人则认为太阳能发电可进行小规模应用，不需要连接到电网。这两种方法需要的转换效率是标准硅达不到的，但是它们也都使得能够达到这一转换效率的电池价格更高。

提高电池效率的一个办法是增加电池内部的层数，不同层与不同频率的太阳光相匹配。这意味着需要寻找硅以外的其他材料。由元素周期表III族元素（铝，镓和铟）和V族元素（磷和砷）组成的III-V族半导体就是一个选择。实际上，砷化镓已在卫星等应用场合中投入使用。在位于科罗拉多州的美国国家可再生能源实验室工作的约翰·盖斯（John Geisz）及其同事已研发出了具有六个连接部分的太阳能电池，含有多种III-V族混合物，每种混合物分别具有不同的吸光特性。该研究小组在《自然能源》杂志4月刊上发表了研究成果：该电池在实验室条件下测得的转换效率高达47.1%，创下了新的纪录。研究人员预计，随着研发工作继续进行，未来电池转换效率有可能超过50%。

另一组有望用于制造新型太阳能电池的材料是钙钛矿。钙钛矿原来指代的物质是叫氧化钛钙的矿物质，它于1839年在乌拉尔山脉被发现，并以俄罗斯矿物学家列夫·别罗夫斯基伯爵的名字命名。然而，矿物质往往是这样，它们的基本晶格可以由很多种原子构建而成，因此“钙钛矿”现在已经成为这些变体的总称。

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