然而，大多数转化过程都有其局限性。硅太阳能电池将太阳能转化为电能的最大理论效率约为29%。其余的太阳能以热能的形式散失。这个理论最大值只能在实验室条件下实现。此外，当电池被组装成太阳能电池板时，电池板的总效率不太可能超过26%。这在一定程度上是因为电池和面板的其他部分(如框架)之间的空间无助于发电。连接电池的电线中也不可避免地存在能量损失。
然而，太阳能的未来可能存在于刚刚投入生产的一种更高效的新型太阳能电池。它们由一系列名为钙钛矿的晶体材料制成，能够令电池板的实际效率远高于30%。
作为硅的替代品，钙钛矿对研究人员如此有吸引力的原因之一是，除了能有效地吸收阳光中的能量，它还可以用容易获得的材料、以低廉的成本制造，这些材料包括一些金属和卤素(比如氯、溴和碘)。
虽然钙钛矿的吸光超能力为人所知已有一段时间，但它们一直很难被利用，其中一个重要原因是钙钛矿降解很快，而且容易受潮。因此，研究人员正在寻找使它们更稳定的方法，并调整制造过程以保护电池免受其他因素的影响。
开发钙钛矿太阳能电池板的领导者之一是牛津光伏公司，它是一家位于牛津大学附近的英国公司，该公司的研究活动就是在牛津大学开始的。该公司已开发出所谓的串联电池，它由一层薄薄的钙钛矿放在传统的硅层之上组成。该公司的设想是，这两种材料一起工作可以从阳光中提取比单独使用更多的能量。该公司首席技术官克里斯·凯斯解释说，为了做到这一点，位于上层的钙钛矿层被调整为吸收光谱蓝端的光，而下层的硅层则吸收光谱红端的光。
该公司在德国开设了一家工厂，刚刚开始向其第一个客户(一家未具名的美国公用事业公司)供应第一批商用串联型太阳能电池板。
其他公司也即将把各自的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池板投入商用。韩国大型工业集团韩华集团已向一家工厂投资1370亿韩元(约合1.02亿美元)，为该集团的Qcells系列太阳能电池板生产串联电池。该公司表示，在实验室规模下，单个电池的最高效率达到29.3%，这将使其新电池板在发电方面明显表现更好。
令人毫不意外的是，中国供应商也在忙着开发钙钛矿。目前基于实验室的钙钛矿串联电池效率的世界纪录是34.6%。这一纪录是中国主要太阳能电池制造商隆基绿能科技股份有限公司在6月份创造的。该公司于2023年10月开始研究这种电池的大规模生产。
钙钛矿串联电池为太阳能发电提供了更令人鼓舞的消息，只要它们能在实际应用中证明自己的话。如果它们做到了，那其他公司必然会大规模应用这项技术，释放太阳能发电量的另一轮指数级增长。一些公司正在开发其他材料来制造太阳能电池，尽管一些材料(比如砷化镓)价格昂贵，用途仅限于航空航天等专业领域。（编译/冯雪）
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