美国国家可再生能源实验室（NREL）研发出迄今为止世界上最高效的太阳能电池，其效率达到了惊人的47.1％。创纪录的发电效率是在光聚焦下测量得到的，此时的光强是自然光强度的143倍。即使在自然光下，这种太阳能电池的转换效率也能达到39.2％。
看起来，39.2％这个数据比47.1%更让人兴奋。因为目前市面上最高效的单晶硅太阳能电池板是SunPower（一级光伏制造商、光伏能源供应商)推出的“X系列”组件，其额定效率只有不到23%。尽管牛津光伏太阳能公司(Oxford PV)的钙钛矿-硅串联太阳能电池有望在未来几年内取代单晶硅太阳能电池。
那么，怎样才能让光伏电池的效率达到47.1%呢？
这需要一系列反射镜加以辅助，帮助提高效率。这种性质的镜面结构还必须能够跟踪太阳光，并与其垂直（误差不超1°），以便阳光聚焦。
那效率达到39.2％电池是否也需要额外的昂贵硬件吗？
答案是否定的。电池效率能达到39.2％是因为光子吸收在各光敏层内均匀分布，虽然单个电压较低，但是这些电压之和可达到很高的总值。
图1 不同波长光的量子效率这不是普通的太阳能电池，想要实际应用，还需克服其它挑战。除非您从事军事或太空研究，否则不要期待能很快购买到这种性质的产品，但是也许您会在汽车上看到类似的东西。
GaAs（砷化镓）的使用既是这种太阳能电池的突破口又是新的挑战。相对于普通硅而言，这种材料成本非常昂贵，而且钙钛矿太阳能电池的规模发展对其存在影响。同样，由于用于构造硬件的慢速气相沉积工艺，其制造成本也相对更贵。因此，该材料通常是在关键的任务中使用，例如在国际空间站或火星探测器上。但是，它似乎又是科学家利用日光发电的最佳材料。
来自NREL的一位科学家长期希望，这种材料的使用规模可以得到拓展。但是它需要十亿美元的产业（例如汽车或无人机）才有机会扩大规模，然后再为更广泛的发电应用做准备。
科学家指出，理论上，在最大浓度下，无穷多个结（光敏层）的效率为85％。保守的计算表明，光强达到1,000倍的自然光强时，可以实现62％的太阳能电池效率。
据了解，这款六接合点III-V太阳能电池，其由六种不同类型的光敏层组成。每一种是由不同的III-V材料组成，这些材料能够从光谱的不同部分收集能量。据悉，该太阳能电池比人的头发还薄，总共约有140层。
图2 太阳能电池制造流程
太阳能电池是逐层构建的，其材料按带隙最大的结层顺序排列，并以带隙最小的结层结束。
从NREL研究单元效率图表中可以看出，在右上角的新记录是“ NREL（6-J，143x）”。在其正下方的NREL（6-J）代表标准日光下的电池效率记录，效率值在垂直坐标轴的右侧。
图3 实验室环境下的太阳能电池效率记录
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