由于太阳能，平均而言，过去两年我不要支付电费。仅仅因为太阳能已经相当不错，并不意味着它不能更酷。女士们，先生们，我给你们透明的太阳能电池板。
这一研究领域涉及几个可以改进太阳能电池板的地方。例如，假如我们可以用太阳能集热器覆盖窗户但仍然让光通过，那将是相当不错的。并且，作为副用途，它可以允许我们更加有效地使用每个光子。
每次使用每个光子两次
事实证明，这些目标是相互关联的。太阳能电池板失去能量的方法之一是光子比太阳能电池能够应对的能量更多。
为了出现电子，太阳能电池板的材料（通常是硅）必须吸收具有高于一定量的能量的光子，称为带隙。能量小于带隙的光子不能出现电子。那些能量大于带隙的光子呢？
具有比带隙更多能量的光子仍然可以出现电子，但是该电子具有大量过剩的能量，它会随着热量而损失。最后，所有电子以与太阳能电池材料的带隙大致相同的能量离开太阳能电池板。显然，保持多余的能量不会像这样浪费是很好的。
为了解决这个问题，一组研究人员使用了掺杂镱（稀土金属）的纳米粒子。镱碰巧喜欢以几乎与硅喜欢吸收它的波长（在太阳能电池板中出现电能）发光。更好的是，在适当的情况下，镱会吸收一个蓝/紫光子，并以硅的有利能量发射两个光子。最好的是，镱不喜欢吸收它所发射的光子，使其不会干扰面板的操作。
这种新颖的性能组合使得相当独特的太阳能电池成为可能。这个想法是，具有这种材料的太阳能电池板将吸收蓝光，然后为每个蓝色光子发射两个红外光子。除了用作太阳能电池材料的硅之外，所有东西都忽略了红外光子。硅吸收红外光子，为每个撞击镱原子的蓝光光子出现两个电子。
这个重要的，略带愤世嫉俗的影响是，研究人员可以大胆宣称实现约160％的效率（由于这个过程并不完美，你不会得到200％）。但也有一些非常酷的上升空间。
引导太阳能电池的光
这种双光子一体化过程具有一些额外的好处。研究人员创造了一种聚合物玻璃材料，其中嵌入了纳米颗粒。颗粒吸收太阳光谱中的紫外/深蓝光，但允许其余光通过。这出现了明显的透明玻璃结构。
当镱发射红外光时，它重要是在将光线捕获在玻璃内的方向上这样做。玻璃将光线引导到边缘，在那里它可以被硅太阳能电池吸收。想象一块带有光伏框架的玻璃板。
在这个阶段，最终结果是效率非常低的太阳能集热器。蓝光出现红外光，效率约为180％。然而，只有百分之三的蓝光被吸收。（请记住它看起来很透明？这就是原因。）然后就是运输损失，使整个想法现在有点延伸。
隐形太阳能电池板
不过，看不见的太阳能电池板可能在我们的未来。可以提高吸收效率。研究人员声称，凭借他们现有的材料和方法，他们应该能够看到三倍的改进。
看一下导向系统，我想说它们可以减少传输损耗并确保绝大多数红外光进入太阳能电池。此外，假如您不介意略带黄色的视图，通过使用光谱中较浅的蓝色部分的光子，材料的变化可以进一步提高效率。
最后，硅不是唯一的太阳能电池板材料。可以使用更高效的材料-它们非常昂贵。但是，在这种配置中，您只要玻璃板边缘的太阳能电池材料。这减少了每平方米面板所需的光伏材料的量。至少这是研究人员声称的。
我对这个论点并不那么自信。调整这些高效材料，使其带隙与太阳光谱相匹配。光吸收随后在较长波长处重新发射将在光谱和材料带隙之间出现不匹配。你无法防止这种情况，因为你要吸收和再发射才能获得光导，没有这种光导，你就不会减少太阳能电池板所需的材料量。
