종래의 단접합 태양전지의 변환 효율의 이론 한계는 30% 정도이며, 입사하는 태양광 에너지의 대부분이 태양 전지 셀에 흡수되지 않고 침투하거나 광자의 잉여 에너지가 열이 되는 등으로 이용되지 않는다.태양전지의 변환 효율이 50%를 넘으면 발전 코스트는 대폭 하락해, 2030년에 일본이 목표로 하는 발전 코스트 7엔/kWh를 실현할 수 있다.

　이번 연구 그룹은 다른 밴드 캡의 반도체로 구성된 헤테로 계면을 이용한 태양전지를 침투하는 에너지의 2개의 광자를 이용하여 광전류를 생성하는 새로운 태양전지 셀 구조를 개발했다.이는 변환효율이 최대 63%가 되는 이론 예측 결과를 보여주며 이 태양전지 셀의 독특한 메커니즘인 2광자에 의한 업컨버전(에너지 승압) 실험실증에 성공했다.실증된 손실 억제 효과는 지금까지의 중간 밴드를 이용한 방법에 비해 100배 이상에 달했다.

　향후 최적의 재료를 이용한 태양전지 셀 구조의 설계를 진행하고, 변환 효율에 관한 성능 평가를 진행함으로써 발전 비용을 낮출 수 있는 새로운 초고효율 태양전지로서의 응용을 기대할 수 있다.

논문 정보:【Nature Communications】Two-step photon up-conversion solar cells(영문)