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能源效率提升15%!能捕捉近全波长太阳光的电池诞生

T生活化 2020-08-01 857
能源效率提升15%!能捕捉近全波长太阳光的电池诞生

一般太阳能板只能吸收特定波长範围的太阳光,这也是太阳能效率只有 20-30 的主要原因之一,然而美国乔治华盛顿大学研究员创造了一种新的太阳能板,能够吸收非常广的太阳光波,让能源效率大幅跃升至 44.5%,若能如预期发展的话,理论上会是全世界最有效率的太阳能板。

这种太阳能板长得和现在常见的太阳能板不同,採用 CPV面板,将阳光聚焦到比 1 平方毫米还小的电池上,并且将多层吸收不同波长的电池堆叠在一起。虽然素材比较複杂,但由于体积小用料少野压低了成本,实验中能源转换效率达成的最高纪录是 46%。

这种太阳能板技术上的创举,就是把各种电池叠在一起,每一层都有其负责吸收的阳光波长,没吸收的就会穿透后继续往下,由其他层电池吸收。落到地表的太阳光波长约落在 250nm -- 2500nm 之间,而这种新的多层次太阳能板特别擅长接收长波长、能量低但量最大的红外线能量。目前实验最佳纪录可以接收到 1750nm 的光波,距离最大 2500nm 研究团队还有一段路要努力。

这电池最上方是由现有能吸收短波长的光伏基底材质,下层则使用常用于红外线与光感测的锑化镓基质,堆叠方式则是用精準定位的转印技术来将这些微小电池层组合在一起。

然而目前製造这种複杂电池及材料的成本都非常昂贵,不过製作的技术看起来相当稳定,若为了 44.5% 的太阳能转换效率,未来要投入大量生产压低成本也是可以期待的。

本研究成果已于本週一发表于《Advanced Energy Materials》期刊。