太阳能电池通过将光子转换成电子将太阳能转化为电能。新的太阳能电池设计可以通过吸收通过电池传输过程中通常会丢失的较长波长的光谱分量，将能量转换效率提高到50%以上。这些发现于4月6日在Nature Communications的在线版上发表。

这项研究由神户大学工学研究院的KITA Takashi教授和项目助理教授ASAHI Shigeo领导。

理论上，30%的能量转换效率是传统单结太阳能电池的上限，因为撞击电池的大部分太阳能在没有被吸收的情况下通过，或者变成热能。世界各地都在进行实验，以创造各种太阳能电池设计，这些设计可以解除转换效率的这些限制并减少能量损失。目前的世界纪录是4结太阳能电池的46%。如果太阳能电池的能量转换效率超过50%，则会对发电成本产生很大影响。

为了减少这些巨大的能量损失并提高效率，Kita教授的研究团队使用了两个小光子，这些光子来自通过单结太阳能电池传输的能量，该太阳能电池包含由具有不同带隙的半导体形成的异质界面。利用这些光子，他们开发了一种新的太阳能电池结构，用于产生光电流。除了展示高达63%转换效率的理论结果外，它还实验性地实现了基于两个光子的上转换，这是该太阳能电池独有的机制。与使用中间带的先前方法相比，该实验证明的能量损失减少超过100倍。