據報導，一個國際研究團隊開發了一種全新的中間帶太陽能電池（IBSC）設計，其中包括量子棘輪（QR）半導體納米結構。據報導，這種新元素能夠在更長的時間範圍內存儲光電子，從而實現更高效的光子吸收。

眾所周知，太陽能電池是利用太陽能的最有效和最直接的方式。這類電池已經從晶體矽太陽能和薄膜太陽能電池發展到第三代新型太陽能電池。而IBSC因其具有最高的理論轉化效率（63.2%）備受科學家們的廣泛關注，是第三代太陽能電池中最為熱門的一種。

據了解，IBSC的主要原理為在吸收材料的主帶隙中插入中間帶以實現三光子吸收過程，其特點是既可吸收可見光區的高能光子，也可吸收紅外區的低能光子，從而提升光轉換效率、超過單帶隙太陽能電池的Shockley-Queisser極限——具有單個pn結的太陽能電池可以達到的最大理論效率。

科學家們說，過去的研究已經開發了在低溫下使用量子阱超晶格（QWSL）的QR-IBSC設備。而在這種電池結構的基礎上，全新設計又增加了“棘輪帶”（RB）狀態的壽命（與存儲光電子的時間長度有關），並使電池在室溫下工作成為可能。

來自英國帝國理工學院和澳大利亞新南威爾士大學（UNSW）的科學家們開發了這種新型IBSC，他們的最新研究成果已於近期發表在了“RRL Solar”雜誌上。他們說，新設計代表了IBSCs領域的重大進展。

根據研究人員的說法，新設計的RB狀態壽命比其他同類電池提高了7個數量級。在提議的電池配置中，他們在QWSL的最終量子阱和由鋁、鎵和砷化物（Al0.3Ga0.7As）組成的寬層之間插入額外的2納米厚的砷化鋁（AlAs）薄膜，作為傳導帶（CB）。

未來，研究人員們將把精力放在開發下一代的設備上，使其帶隙更好地匹配太陽光譜，進一步提高光子捕獲效率。