震撼發現！太陽能電池新革命：外部量子效率可高達 190%
在2023年COP28聯合國氣候變遷大會中決議，各國要在2030年前將再生能源裝置容量提高至2022年的三倍。然而，太陽能技術一直是研究和投資的焦點之一及為了滿足對高效且具有成本效益的太陽能電池不斷增長的需求，研究人員不斷探索新興和創新的方法來提高太陽能電池的性能。
近日，美國科學家震撼發現了一種全新的量子材料，若用來製成太陽能電池的光活性層，平均光伏吸收率能達到80%，更驚人的是，其外部量子效率（EQE）可高達190%，遠遠超越了傳統矽基材料的效能極限，這項發現將為太陽能領域帶來了革命性的突破。
一、什麼是外部量子效率（EQE）？
外部量子效率（External Quantum Efficiency，EQE）是用來衡量光電轉換器件（如太陽能電池和發光二極體）性能的一個重要指標。EQE 表示入射到光電器件上的每個光子被轉換成電子或光子的效率，具體來說，它是每個入射光子能夠轉換成輸出電流中的電子（或在 LED 中，電子轉換成光子）的比例。
二、提高外部量子效率（EQE）對太陽能電池的影響？
外部量子效率（External Quantum Efficiency，EQE）是決定光電器件性能的關鍵因素之一。提高 EQE 就能夠顯著提升太陽能電池的光電轉換效率，減少能源成本；對於 LED，則意味著更高的發光效率和更低的能耗。因此，EQE 的研究和優化對於可再生能源技術和節能技術的發展具有重要意義。
而外部量子效率（EQE）高達 190% 在太陽能電池領域是一個革命性的進展，這種超高效率的特性將對太陽能技術和應用產生深遠的影響。以下是一些主要影響和潛在好處：
- 顯著提高能源轉換效率
傳統矽基太陽能電池的效率通常在 15% 至 22% 之間，最新的技術也不過突破 26%。如果能夠利用外部量子效率（EQE）超過 100% 的材料和技術，太陽能電池的總體能量轉換效率將大幅提升。這意味著相同面積的太陽能電池可以產生更多的電力，從而降低了每瓦特電力的生產成本。 - 減少安裝和維護成本
更高效率的太陽能電池意味著需要更少的面積來達到相同的電力輸出，這直接減少了太陽能發電系統的安裝成本。此外，隨著效率的提高，每單位面積的發電量增加，維護成本相對降低，整體系統的經濟性將得到提升。 - 促進新能源技術發展
具有超高 EQE 的新材料和技術，如量子點、鈣鈦礦材料等，不僅推動了太陽能電池技術的進步，還促進了其他相關技術的發展。例如，高效的光電轉換技術可以應用於光電探測器、發光二極管（LED）和激光器等領域，進一步擴大這些新材料的應用範圍。 - 增加能源自給自足
更高效的太陽能電池使得更多家庭和企業能夠在有限的屋頂或場地面積上實現能源自給自足。這有助於減少對傳統化石燃料的依賴，促進再生能源的普及，並有助於實現碳中和的目標。 - 拓展應用範圍
超高效率的太陽能電池將使得在空間有限、光照條件不理想的地方（如城市屋頂、車輛表面、便攜式設備等）應用太陽能技術成為可能，拓展了太陽能技術的應用範圍。
三、結論：
研發團隊認為，該量子材料為提高太陽能轉換效率提供了新的路徑，是開發下一代高效能太陽能電池的有力候選者。雖然要整合到目前的太陽能板還需要進一步的研究和開發，但外部量子效率（EQE）能高達 190% ，對太陽能技術而言是一項革命性的突破，不僅能大幅提高能源轉換效率，還能帶來廣泛的經濟、環境和社會效益。這將在可再生能源領域產生深遠的影響，推動全球向更具可持續性的方向邁進。