加利福尼亞州(California)圣巴巴拉(Santa Barbara)有一家公司，名為太陽(yáng)能3D公司(Solar3D)，這家公司計(jì)劃制作的硅太陽(yáng)能電池比傳統(tǒng)電池更有效，因?yàn)樗柚斯饫w技術(shù)的陷光概念。公司聲稱(chēng)，它的三維設(shè)計(jì)可以把光聚集到硅中，以便被捕捉，從而使這種材料有更多時(shí)間把光轉(zhuǎn)換成電能。
硅有一個(gè)理論上最大的光電轉(zhuǎn)換效率，就是29%，但今天市場(chǎng)上的電池板，效率只有15%至18%。太陽(yáng)能3D公司的設(shè)計(jì)還沒(méi)有確切的效率數(shù)字，但首席執(zhí)行官吉姆·尼爾森(Jim Nelson)說(shuō)，“我認(rèn)為，它將接近硅的理論效率。我們不能達(dá)到29%，沒(méi)有人可以用硅達(dá)到那么高，但我們希望盡可能接近。”
太陽(yáng)能3D公司的設(shè)計(jì)將克服降低太陽(yáng)能電池效率的兩個(gè)因素。首先，照射到太陽(yáng)能電池板的光線，有30%被反射和丟失了。第二，光照射到硅時(shí)產(chǎn)生的許多電子，在到達(dá)外圍電路之前，又被這種材料重新吸收。
尼爾森說(shuō)，這種新的設(shè)計(jì)有一些溝槽，就在上面的集光層，是用二氧化硅或其他類(lèi)似材料制成;這些溝槽可以引導(dǎo)光線向下，有助于消除反射。下層是一個(gè)三維結(jié)構(gòu)陣列，每一個(gè)結(jié)構(gòu)都有幾微米寬，通過(guò)模擬光纖中使用的波導(dǎo)來(lái)陷光。光纖含有兩個(gè)圓柱層，具有不同的折射率，持續(xù)地把光反射回核心。尼爾森說(shuō)，這種三維結(jié)構(gòu)將使光線四處反彈，直到光子產(chǎn)生盡可能多的電子。“我們也會(huì)使觸點(diǎn)非常接近發(fā)生這種情況的地方，這樣，電子就不必移動(dòng)很遠(yuǎn)，”他說(shuō)。
也存在許多其他的陷光概念。另一種借用光纖技術(shù)的方法，就是光纖太陽(yáng)能電池，喬治亞理工學(xué)院(Georgia Tech)的研究人員已經(jīng)制成，是用染料敏化太陽(yáng)能電池纏繞光纖制成。但是，尼爾森說(shuō)，太陽(yáng)能3D公司的電池是使用傳統(tǒng)的硅材料，所以它們的制備可以采用現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，也可以被放進(jìn)現(xiàn)有的模塊。
太陽(yáng)能3D公司處在非常早期的階段，它開(kāi)始著手的時(shí)候，正值風(fēng)險(xiǎn)投資家都不敢投資太陽(yáng)能技術(shù)，因?yàn)閱?dòng)成本很高。但這家公司并不尋求風(fēng)險(xiǎn)資本。相反，它的基金來(lái)自私人投資者，包括尼爾森，他具有金融背景，但對(duì)可再生能源有一種熱情。分析家說(shuō)，這家公司的成功將取決于，它的制造成本是否可以爭(zhēng)得過(guò)傳統(tǒng)晶硅技術(shù)。“新興技術(shù)要在市場(chǎng)上站穩(wěn)腳跟，是非常困難的，”馬修范因斯坦(Matthew Feinstein)說(shuō)，他是勒克斯研究公司(Lux Research)的分析師。“銀行可貼現(xiàn)性往往是一個(gè)主要問(wèn)題，因?yàn)檫@些技術(shù)都沒(méi)有可靠的業(yè)績(jī)記錄。”
像太陽(yáng)能3D公司的這些技術(shù)，有望帶來(lái)更高的效率，是很好的，因?yàn)樗鼈儗⑹固?yáng)能發(fā)電更便宜，喬治娜·貝內(nèi)代蒂(Georgina Benedetti)說(shuō)，他是弗若斯特&沙利文公司(Frost&Sullivan)的分析師。不過(guò)，她說(shuō)，“業(yè)界普遍面臨的主要挑戰(zhàn)，是來(lái)自中國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)。”中國(guó)產(chǎn)的太陽(yáng)能板更便宜，再加上成本控制方面的麻煩，就導(dǎo)致索林德拉公司(Solyndra)垮臺(tái)，這是加利福尼亞州(California)弗里蒙特(Fremont)的一家太陽(yáng)能電池板制造商，最近宣布破產(chǎn)，之前曾獲得美國(guó)能源部貸款擔(dān)保的支持。
但尼爾森似乎沒(méi)有被嚇倒。他相信太陽(yáng)能3D公司的設(shè)計(jì)，而且這種設(shè)計(jì)可以兼容現(xiàn)有太陽(yáng)能基礎(chǔ)設(shè)施。“我們的整個(gè)方法是考慮采用大批量生產(chǎn)，”他說(shuō)。“我們的整個(gè)目的是使它具有競(jìng)爭(zhēng)力。”公司預(yù)計(jì)，到2011年年底會(huì)有一個(gè)原型裝置。