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最高可達50%!美國科學家將太陽能電池板效率轉換推向世界紀錄

2020-04-24 07:51 性質:原創 作者:Litong 來源:無人機網(www.hcezuh.icu)
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美國百年科技媒體《大眾機械》的撰稿人寫道:“這可對再生能源的未來意味著什么?”4月中旬,美國國家可再生能源實驗室(NREL)的科學家制造了一種效率接近50%...

美國百年科技媒體《大眾機械》的撰稿人寫道:“這可對再生能源的未來意味著什么?”

4月中旬,美國國家可再生能源實驗室(NREL)的科學家制造了一種效率接近50%的太陽能電池。而對于普通太陽能電池來說,一般轉換效率為15%至20%,這意味著它能夠將吸收的陽光中的一小部分轉化為電能。

NREL高效結晶光伏小組的首席科學家約John Geisz說:“這種裝置確實展示了多結太陽能電池的巨大潛力。”

然而,NREL科學家新開發的六結太陽能電池目前保持著最高的太陽能轉換效率世界紀錄,為47.1%,這是在集中照明下測得的。通過微調,最終可以接近50%的效率。即便直接在太陽光照射下,獲能獲得39.2%的最高紀錄。通過微調,毫無疑問,新型的太陽能技術為太陽能電池產生最有效的能量創造了世界紀錄。John Geisz關于該實驗的論文本周發表在《自然能源》雜志上。

他表示,目前要使效率達到50%的主要研究障礙是減少電池內部阻礙電流流動的電阻性障礙。同時,他指出NREL還積極參與降低III-V太陽能電池的成本,從而為這些高效器件開辟了新的市場。

為了獲得高效率的轉換結構,NREL的研究人員依靠III-V材料(是元素周期表中III族的B,Al,Ga,In和V族的N,P,As,Sb形成的化合物,主要包括砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)和氮化鎵等。),具有廣泛的光吸收特性。電池的六個結(光敏層)中的每個結點都經過專門設計,可以捕獲來自太陽光譜特定部分的光。該設備總共包含約140種各種III-V材料層,以支持這些連接點的性能,但其寬度卻比人的頭發細三倍。由于III-V太陽能電池的高效率特性和制造成本,因此最常用于為衛星供電,從而III-V太陽能電池無與倫比的性能。

對于普通家用太陽能板來說,一般能獲得8%的效率,這意味著92%的陽光被反射掉。通過堆疊來自六個不同太陽能電池的技術,太陽能研究人員可以多次提高該效率。

NREL III-V多結材料小組的合著者和科學家Ryan France說:

“在地球上,六結太陽能電池非常適合用于聚光光伏。降低成本的一種方法是減少所需的面積,您可以通過使用鏡子捕獲光線并將光線聚焦到一點來做到這一點。與平板硅電池相比,那么您就可以擺脫百分之一甚至千分之一的材料。通過集中光,您可以使用更少的半導體材料。另一個優勢是,當您集中光線時,效率會提高。”

但由于熱力學限制,無論人類如何努力,也無法達到100%的效率。

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