美國(guó)賓州州立大學(xué)(PSU)電氣工程系助理教授Noel C.Giebink的研究室宣布開(kāi)發(fā)出了厚度僅1cm、無(wú)需外置太陽(yáng)追蹤裝置的聚光式光伏發(fā)電(CPV)電池板技術(shù)，利用此技術(shù)，人們可以在個(gè)人住宅的房頂設(shè)置CPV電池板。

Giebink研究室利用3D打印機(jī)制作了直徑為12.7mm的樹(shù)脂制小型聚光鏡，在兩枚聚光鏡之間設(shè)置了約1mm見(jiàn)方的多結(jié)化合物太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池貼在透明的樹(shù)脂板上，連同樹(shù)脂板一起朝著與太陽(yáng)移動(dòng)軌跡相反的方向水準(zhǔn)移動(dòng)。聚光鏡之間的距離為1～2mm，包括聚光鏡在內(nèi)的電池板厚度約為1cm。

兩枚聚光鏡中，上部聚光鏡作為普通的凸透鏡，下部聚光鏡作為凹面鏡發(fā)揮作用。Giebink研究室設(shè)計(jì)的聚光鏡使穿過(guò)上部聚光鏡的太陽(yáng)光被下部聚光鏡反射，正好在太陽(yáng)能電池單元的位置成像。考慮到太陽(yáng)光最強(qiáng)的波長(zhǎng)在一天中會(huì)變化，他們還設(shè)計(jì)了聚光鏡的曲率。正午前后太陽(yáng)光從聚光鏡正面入射時(shí)，將聚光鏡的曲率優(yōu)化為藍(lán)色光的波長(zhǎng)，在早上和傍晚太陽(yáng)光斜著入射聚光鏡時(shí)，優(yōu)化為紅色光。

據(jù)Giebink研究室介紹，電池單元一天的移動(dòng)距離約為1cm，每天可實(shí)現(xiàn)8小時(shí)的太陽(yáng)能發(fā)電。理論上的聚光倍率高達(dá)200倍以上。但由于Giebink研究室實(shí)際制作的電池板由于3D打印機(jī)的制作精度較低，聚光倍率只有100倍以上。

此外，多結(jié)化合物太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率雖然是普通Si類(lèi)太陽(yáng)能電池的2倍或2倍以上，但價(jià)格高達(dá)相同面積Si類(lèi)太陽(yáng)能電池的100倍以上。因此，用途僅限于人造衛(wèi)星、太陽(yáng)能汽車(chē)挑戰(zhàn)賽以及CPV系統(tǒng)等。