當(dāng)光子入射到太陽能電池表面時，部分光子會激發(fā)光敏材料產(chǎn)生電子空穴對，形成感光電流，此時產(chǎn)生的電子數(shù)與入射光子數(shù)之比稱為感光電流的外量子效率。迄今為止，還沒有任何一種太陽能電池在太陽能光譜內(nèi)光波的照射下，顯示出超過100%的外量子效率。
現(xiàn)在，NREL團隊首次在量子點太陽能電池上實現(xiàn)了這一點。他們在一個疊層量子點太陽能電池上獲得了114%的外量子效率。該電池由具有減反光涂層的玻璃（其包含有一薄層透明的導(dǎo)體）、一層納米結(jié)構(gòu)的氧化鋅、一層經(jīng)過處理的硒化鉛量子點以及薄薄一層用作電極的金組成。
太陽能光子產(chǎn)生超過100%外量子效率基于載子倍增（MEG）過程，借助這一過程，單個被吸收的高能光子能激發(fā)多個電子空穴對。NREL團隊首次在量子點太陽能電池的感光電流內(nèi)展示了MEG，科學(xué)家們可借此改善太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。研究結(jié)果顯示，在模擬太陽光的照射下，新量子點太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率高于4.5%。目前，這種太陽能電池還沒有達到最優(yōu)化，因此，其能源轉(zhuǎn)化效率相對來說偏低。
與傳統(tǒng)的太陽能電池相比，量子點太陽能電池內(nèi)的MEG能將電池的理論熱力能轉(zhuǎn)化效率提高35%；量子點太陽能電池也可使用廉價且產(chǎn)量高的卷對卷制程制造而成；其另外一個優(yōu)勢是每單位面積的制造成本很低，科學(xué)家們將其稱為第三代（下一代）太陽能電池。
