目前单结硅基太阳能电池的理论转换效率极限约为29.4%，这被称为肖克利-奎伊瑟极限。这一数值由材料本身的物理特性决定，主要受限于半导体带隙对太阳光谱的吸收能力，以及不可避免的热化损失和复合损失。 然而，通过叠层技术将不同带隙材料组合，可以更充分地利用太阳光谱，从而突破单结电池的极限。例如，钙钛矿/硅叠层电池的理论效率可超过40%，实验室中已实现33%以上的效率。 尽管存在理论天花板，但产业化的普通单晶硅电池效率通常在24%左右，仍有提升空间。科研人员正通过新材料、新结构（如钙钛矿、量子点）不断推进极限，同时也在探索热光伏、光子能量下转换等新路径，未来实际发电效率仍有持续进步的潜力。

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