您好,欢迎访问苏州午日新能源科技有限公司官网!   关键词:回收太阳能板 | 光伏板回收 | 太阳能发电板回收价格 | 光伏组件回收
18762349599
18762349599
回收太阳能板-光伏发电板回收-二手太阳能光伏板回收-苏州午日新能源科技有限公司
您的位置:主页 > 新闻动态 > 行业新闻 >

新闻动态

联系我们

回收太阳能板-光伏发电板回收-二手太阳能光伏板回收-苏州午日新能源科技有限公司

地址:苏州市环庆路1588号
手机:18762349599

咨询热线18762349599

新设计可能推动太阳能电池超越其极限

发布时间:2019-12-05 14:17人气:

  有效地将光子一分为二的材料是科学家试图将太阳能电池的效率提高到超出他们认为可能的一种方式。
 
  太阳每小时每小时用足够多的光子覆盖地球,可以满足整个一年的能源需求。问题是如何有效地将它们转化为电能。即使在小型实验室条件下,世界上最好的单结太阳能电池(大多数太阳能电池板中发现的那种)仍能最大程度地吸收29%的太阳能。这使得它们仅略低于半个世纪前太阳能研究人员计算出的硬性上限。但是研究光伏的科学家(长期以来一直怀疑这种极限并不像以前那样困难),光伏是一种将太阳光转化为电能的过程。
 
  太阳能电池效率的最高限制介于29%至33%之间,具体取决于您的测量方式。它采用一个单结电池,这意味着它仅使用一种类型的半导体制成,并由阳光直射供电。为了突破极限,研究人员试图堆叠多种类型的半导体或使用透镜来聚集光,以使该电池的爆炸强度比太阳强数百倍。今年早些时候,国家可再生能源实验室创下了一项世界纪录,当时该实验室使用的是六结太阳能电池,其光束密度是太阳光的143倍,从而实现了高达47.1%的能效。
 
  但是,这项技术永远不会大规模部署。麻省理工学院电气工程和计算机科学教授马克·巴尔多说,原因是这些超高效率的多层太阳能电池太复杂且昂贵,无法像太阳能电池板一样生产。要真正在电网上获得更多的太阳能,需要弄清楚如何使用单结硅基太阳能电池达到肖克利-奎塞尔极限,这种电池制造起来相对容易并且便宜。更好的办法是找到一种提高上限的方法。经过十年的工作,Baldo和他的同事们可能终于想出了办法。
 
  正如上周在《自然》杂志上发表的一篇论文中所详细描述的那样,巴尔多的团队在并苯的薄层中涂覆了太阳能电池,并苯是一种有机分子,可以将入射的光子有效地分成两部分。该过程称为激子裂变,意味着太阳能电池能够使用可见光谱中蓝绿色部分中的高能光子。
 
  运作方式如下。硅太阳能电池通过使用入射的光子将电子从硅击穿到电路中而产生电流。那需要多少能量?它取决于被称为带隙的材料的属性。硅的带隙对应于红外光子,其携带的能量少于电磁光谱可见光部分中的光子。硅带隙之外的光子实际上会浪费掉。但是,并四苯才出现在这里:它将蓝绿色的光子分裂成两个“能量”包,每个能量“包”都相当于一个红外光子。因此,蓝绿色光谱中的单个光子可以敲除两个电子,而不是每个红外光子都能敲除一个电子。它实际上是以一个价格获得两个光子。
 
  这个新电池代表了光伏研究中一种众所周知的惰性的根本新方法:如果要超过极限,则必须从更广泛的太阳光子中捕获能量。由于此电池不依赖于具有不同带隙的昂贵材料堆栈来扩大其范围,因此它最终可能也更加实用。巴尔多说,使用并四苯可以使理论上的能源效率极限提高35%,这比单结电池所能想象的要高。
 
  尽管并四苯的添加在概念上很简单,但实施起来却并非如此。巴尔多说,原因是,如果将并四苯直接放在硅上,它们之间的相互作用会杀死电荷。Baldo和他的同事面临的挑战是找到一种可以夹在两种材料之间的材料,以使能量包从并四苯流到硅。理论文献很少给他们提供指导,因此该团队进行了漫长的反复试验,以找到正确的界面材料。原来这是一层只有八个原子厚的氮氧化ha。
 
  但是这个单元还没有完成任何记录。在测试中,其效率约为6%,因此要与现有的硅太阳能电池竞争,还有很长的路要走,更不用说出现在屋顶上了。但是,这项工作仅是为了证明太阳能电池中激子裂变的概念。巴尔多说,要提高电池效率,将需要做一些工程工作来优化它的激子裂变。
 
  从这个意义上说,团队所展示的并不是竞争技术,而是超越现有光伏技术极限的新方法,美国国家可再生能源实验室的高级科学家约瑟夫·贝里说。他说:“最酷的是,这是与传统光伏技术根本不同的方法。”“这个想法已经存在很长时间了,但是还没有转化为任何一种功能性的设备。”
 
  同事正在探索提高太阳能电池效率的其他方法,而不会增加多结电池的复杂性和成本。贝瑞探索的最有希望的方向之一是钙钛矿细胞,它使用具有类似于天然矿物钙钛矿的结构特性的合成材料。第一批钙钛矿太阳能电池是十年前才生产的,但是从那时起,它们见证了迄今为止任何类型的太阳能电池最快的效率提升。
 
  贝瑞说,钙钛矿电池比传统的硅太阳能电池具有许多优势,特别是其对材料缺陷的耐受性。硅太阳能电池上只有几个不需要的颗粒会使它变得无用,但是钙钛矿材料即使效果不理想,仍然可以很好地发挥作用。它们还比硅更有效地处理光子能量。确实,硅在太阳能电池技术中占主导地位的主要原因之一不是因为硅是完成这项工作的最佳材料,而是因为科学家对硅的广泛了解(由于其在数字技术中的广泛使用)。
 
  到目前为止,这些下一代太阳能电池还没有找到进入商业产品的途径。当前运行中的几乎所有太阳能电池板都使用传统的单层硅电池,这些单层硅电池已被证明能够承受数十年之久。将基于钙钛矿的太阳能电池板投入实际应用将需要证明它们是稳定的,并且可以持续使用20年或更长时间。贝瑞说,许多公司已经部署了小尺寸的钙钛矿板,他希望这将为以后的广泛采用铺平道路。
 
  展望未来,贝瑞说,可以想象正在开发的激子裂变技术可以与钙钛矿太阳能电池结合使用以提高其效率。贝里说:“这不是一个选择,但首先激子裂变必须证明它对于实际应用足够有效。最终,在电网上获得更多的阳光可能会涉及一套太阳能技术,每种技术都有自己的优势。

    本文由 太阳能电池板回收 整理,并不代表本站观点。欢迎有此类回收业务的联系我们!

推荐资讯

18762349599