麻省理工學院的研究人員發明了一種實驗性的太陽能電池，它能大幅提高電池面板特定區域產生的能量，同時減少廢熱。更妙的是，當科學家們談論起這種太陽能電池時——“利用我們自己未經優化的幾何結構，我們可以在實際中打破肖克利-奎伊瑟效率極限（Shockley-Queisserlimit）”——這聽起來酷斃了。
肖克利-奎伊瑟效率極限當然不是無中生有，它是太陽能電池能源轉換效率在理論上的最大值，大多數常見硅基太陽能電池的這個值在 32％左右。
我們可以通過一系列手段超越這個極限值，比如把電池堆疊放置。不過，據大衛·比爾曼（David Bierman）稱——他是麻省理工學院團隊中的博士生，前面的話正是出自他之口——更好的選擇是熱光伏電池（TPV，即先把陽光轉換成熱能，然后再輻射出更適合電池吸收的光波）。
聽起來不可思議？事情是這樣的：太陽能電池跟特定波長的光能夠產生最高的效率——也許紫外線的波長太短，而紅外線又太長，但讓我們假設 600 毫微米（橙色可見光）是最理想的波長。太陽只有一些廣譜輻射的波長在 600 毫微米上下，這限制了太陽能電池可以從輻射中吸收的能量數量——這就是肖克利-奎伊瑟效率極限的組成部分之一。
比爾曼及其團隊所做的事情就是在太陽光和電池之間增加了一個步驟：一種經過精心設計的碳納米管結構。“在整個彩色光譜上，碳納米管幾乎可以算作完美的吸收器。”比爾曼在麻省理工學院的 新聞稿中表示，“所有光子的能量都被轉換成了熱能。”
在通常情況下，我們不希望在太陽能電池上看到熱能，因為它是被浪費掉的能量，而且可能影響電池的運作。但在這里，熱能是無法逃逸的；相反，碳納米管結構可以把熱能轉換回光，并使其擁有跟光伏電池配合的最佳波長。
其結果就是能源轉換效率的大幅增加，但這并不是唯一的好處。跟光不同，熱能可以非常方便地被儲存和移動。如果一整天的陽光都被轉換成熱能并儲存起來，它可以根據需要再轉換回光，比如說在夜間。換句話說，這項技術實際上就是把陽光儲存起來供以后使用。
實驗結果證實了科學家的理論，而他們制作的原型熱光伏電池也達到了預期的效果。不過，這項技術目前仍然停留在實驗室階段，批量制造復雜的碳納米管并非易事。所以，我們在今明兩年還無法用上這種熱光伏電池——但這項技術擁有巨大的潛力，它不大可能被束之高閣。
