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高效聚光光伏电池研发在美起航 将进步光电转换率

来源:http://www.lengao520.com 责任编辑:ag88环亚娱乐 2019-04-17 08:26

  高效聚光光伏电池研发在美起航 将进步光电转换率

  太阳能是免费和近乎无限的,关于动力即生命的人类而言,没有理由视若无睹、任其糟蹋。不过,即使是其时光电转化功率最高、也是最干流的硅片太阳能电池,也仅能将光能的四分之一加以运用。而据英国《经济学人》杂志在线宣告的一篇文章指出,虽然现在,晶硅太阳能电池仍有着价格低廉、工艺老练等明显长处,但随着石化动力干涸带来的危机日益接近,科学家们现已开端寻觅功率更高的替代者。

  美国伊利诺伊州大学香槟分校的约翰·罗格博士就是其中之一。他与美国聚光光伏组件厂商Semprius公司联合研发的新式硅片,在最新的实验项目中表现出优异的功能。其实早在2012年,Semprius公司就曾发布旗下光伏组件变换功率发明了其时的世界纪录,到达33.9%(有用面积),并获得了证明与室外查验承认。而此次,在2014年的美国科学促进会会议上,罗格宣告其光电变换功率到达了42.5%。即使封装入面板,也能够保持在35%,而通过恰当的调试,最高可到达惊人的50%。

高效聚光光伏电池研发在美起航 将进步光电变换率

  这种新式电池的隐秘是什么呢?

  答案是它的结构并非传统方式,而是在每块电池板中层层堆叠了四块硅片。

  一般来说,太阳能电池都由半导体资料制成。每种半导体都具有一种被称为带隙的性质,带隙的不同将半导体互相差异开来。带隙决议着一种半导体能够吸收的光线的最长波长,也操控着其从波长较短光线的光子中,所能获取的能量上限。

  通常情况下,正是由于带隙的存在,传统太阳能电池难以捕获长波光线中的光子,而对短波光线光子又无法做到彻底运用。

  为了战胜这一坏处,约翰·罗格在制造相叠放的四块电池片时,别离运用不同的资料。其意图就是让上一层电池片的带隙最低值与下一层电池片带隙的最高值相吻合,以此类推。这样,每一层电池片都能够各自吸收掉光谱中的几种波长并将其转化为电能,一起让其他波长漏给下一层运用,终究完成物尽其用。

  与此前其他的实验室效果相同,这种新式电池要想完成商业化,面对的最大问题是怎么下降砷、镓、铟等所用稀有金属的本钱。约翰·罗格的办法,是下降太阳能电池片外表半导体资料的涂层面积。传统电池片要求彻底涂满,但罗格的新品只需要外表积的0.1%。半导体资料以每一个仅1平方毫米巨细的点的方式,涣散在整个电池片的外表——这意味着一块125平方米的电池面板上,将有100万个这样的资料点。而在这些点之上,装置有廉价的玻璃透镜,能够把太阳光靠拢入电池叠片,确保一切的入射光都有资料点与之相对应。

  更值得一提的是这种新式电池的涂层工艺——将细微的电池生长在砷化镓晶圆上,然后将其快速剥离,再用晶圆制造更多的电池。具体做法是将一个暂时涂层放在原始砷化镓衬底上,然后将新式太阳能电池的衬底放在这个涂层之上。一旦硅片开端加工,搬运喷涂工艺会将电池从砷化镓衬底搬运到刺进的硅片上。

  现在,Semprius公司的产品正在全球14处地址进行测验。至于进入大批量生产后的本钱,现在尚难以估计。不过,约翰·罗格自己提示说,西门子公司业已宣告有才能令光伏发电的本钱低于火力发电。虽然,光伏发电在处理储能问题之前,无法彻底替代石化动力的位置,但就现在不计补助在内的本钱水平而言,仍是能够在某些方面做出奉献。

  而新的面板还具有美丽的长处,能够看起来赏心悦目。至少,必定要比燃煤火电站美丽多了。

  

   聚光光伏太阳能电池光电变换率

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