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最高可达50%!美国科学家将太阳能电池板效率转换推向世界纪录

2020-04-24 07:51 性质:原创 作者:Litong 来源:无人机网(www.youuav.com)
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美国百年科技媒体《大众机械》的撰稿人写道:“这可对再生能源的未来意味着什么?”4月中旬,美国国家可再生能源实验室(NREL)的科学家制造了一种效率接近50%...

美国百年科技媒体《大众机械》的撰稿人写道:“这可对再生能源的未来意味着什么?”

4月中旬,美国国家可再生能源实验室(NREL)的科学家制造了一种效率接近50%的太阳能电池。而对于普通太阳能电池来说,一般转换效率为15%至20%,这意味着它能够将吸收的阳光中的一小部分转化为电能。

NREL高效结晶光伏小组的首席科学家约John Geisz说:“这种装置确实展示了多结太阳能电池的巨大潜力。”

然而,NREL科学家新开发的六结太阳能电池目前保持着最高的太阳能转换效率世界纪录,为47.1%,这是在集中照明下测得的。通过微调,最终可以接近50%的效率。即便直接在太阳光照射下,获能获得39.2%的最高纪录。通过微调,毫无疑问,新型的太阳能技术为太阳能电池产生最有效的能量创造了世界纪录。John Geisz关于该实验的论文本周发表在《自然能源》杂志上。

他表示,目前要使效率达到50%的主要研究障碍是减少电池内部阻碍电流流动的电阻性障碍。同时,他指出NREL还积极参与降低III-V太阳能电池的成本,从而为这些高效器件开辟了新的市场。

为了获得高效率的转换结构,NREL的研究人员依靠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,主要包括砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)和氮化镓等。),具有广泛的光吸收特性。电池的六个结(光敏层)中的每个结点都经过专门设计,可以捕获来自太阳光谱特定部分的光。该设备总共包含约140种各种III-V材料层,以支持这些连接点的性能,但其宽度却比人的头发细三倍。由于III-V太阳能电池的高效率特性和制造成本,因此最常用于为卫星供电,从而III-V太阳能电池无与伦比的性能。

对于普通家用太阳能板来说,一般能获得8%的效率,这意味着92%的阳光被反射掉。通过堆叠来自六个不同太阳能电池的技术,太阳能研究人员可以多次提高该效率。

NREL III-V多结材料小组的合著者和科学家Ryan France说:

“在地球上,六结太阳能电池非常适合用于聚光光伏。降低成本的一种方法是减少所需的面积,您可以通过使用镜子捕获光线并将光线聚焦到一点来做到这一点。与平板硅电池相比,那么您就可以摆脱百分之一甚至千分之一的材料。通过集中光,您可以使用更少的半导体材料。另一个优势是,当您集中光线时,效率会提高。”

但由于热力学限制,无论人类如何努力,也无法达到100%的效率。

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