美国开发出厚度仅1cm、聚光倍率超100倍的户用聚光式太阳能电池

美国宾州州立大学(PSU)电气工程系助理教授Noel C.Giebink的研究室宣布开发出了厚度仅1cm、无需外置太阳追踪装置的聚光式光伏发电(CPV)电池板技术，利用此技术，人们可以在个人住宅的房顶设置CPV电池板。

Giebink研究室利用3D打印机制作了直径为12.7mm的树脂制小型聚光镜，在两枚聚光镜之间设置了约1mm见方的多结化合物太阳能电池。太阳能电池贴在透明的树脂板上，连同树脂板一起朝着与太阳移动轨迹相反的方向水准移动。聚光镜之间的距离为1～2mm，包括聚光镜在内的电池板厚度约为1cm。

两枚聚光镜中，上部聚光镜作为普通的凸透镜，下部聚光镜作为凹面镜发挥作用。Giebink研究室设计的聚光镜使穿过上部聚光镜的太阳光被下部聚光镜反射，正好在太阳能电池单元的位置成像。考虑到太阳光最强的波长在一天中会变化，他们还设计了聚光镜的曲率。正午前后太阳光从聚光镜正面入射时，将聚光镜的曲率优化为蓝色光的波长，在早上和傍晚太阳光斜着入射聚光镜时，优化为红色光。

据Giebink研究室介绍，电池单元一天的移动距离约为1cm，每天可实现8小时的太阳能发电。理论上的聚光倍率高达200倍以上。但由于Giebink研究室实际制作的电池板由于3D打印机的制作精度较低，聚光倍率只有100倍以上。

此外，多结化合物太阳能电池的发电效率虽然是普通Si类太阳能电池的2倍或2倍以上，但价格高达相同面积Si类太阳能电池的100倍以上。因此，用途仅限于人造卫星、太阳能汽车挑战赛以及CPV系统等。