通过将硅基太阳能电池与第二层单独的半导体结合，可以显著提高太阳能电池的效率，半导体的带隙较低（例如 Ge：Eg ~ 0.65 eV）。请解释这种设备效率的提高

通过在硅基太阳能电池上叠加低带隙半导体层，可以显著提高电池的光电转换效率。

效率提升原理

• 扩展光谱吸收范围：硅基太阳能电池主要吸收可见光，而低带隙半导体如Ge能吸收红外光，拓宽了电池的光谱响应范围。3
• 提高光电转换效率：通过在硅层顶部堆叠低带隙材料，可以捕获超出硅吸收范围的光子，从而提高电池的光电转换效率。3
• 减少热损失：超出硅吸收范围的光子，若未被有效利用，会转化为热能散失。通过低带隙材料的叠加，可以减少这种热损失。3

技术实现

• 叠层电池技术：叠层电池通过在不同带隙的半导体材料之间形成串联结构，实现对更宽光谱的吸收，从而提高效率。4
• 新型接触层：隆基绿能科技股份有限公司与中山大学高平奇教授团队通过使用p-型纳米晶硅薄膜接触层，实现了26.81%的转换效率，这一技术突破为进一步提高效率提供了可能。2

效率极限与挑战

• 接近理论极限：晶硅太阳能电池的转换效率已接近其理论极限29.4%，要实现进一步跃升，叠层电池是具有前景的技术方向。4
• 效率提升的挑战：尽管叠层电池技术有潜力提高效率，但在实际应用中仍面临制造成本、材料匹配和界面复合等挑战。6

行业进展

• 隆基绿能的突破：隆基绿能自主研发的硅异质结电池已获得26.81%的转换效率认证，显示出通过技术创新实现效率提升的潜力。9
• 新型结构探索：研究人员正通过新型电荷选择性材料改性、光吸收改善等策略，探索进一步提升太阳能电池效率的可能性。7