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可吸收太陽(yáng)光全部波長(zhǎng),最有效率的太陽(yáng)能電池可望出爐

2017-07-21 13:28:15 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
地球每天從太陽(yáng)獲得的能量,數(shù)量級(jí)達(dá)到 10 的 12 次方瓦,比全地球人類(lèi)用電量多 1 萬(wàn)倍,太陽(yáng)能將會(huì)是解決人類(lèi)能源不足的一大關(guān)鍵,可是太陽(yáng)能電池一直以來(lái)都有轉(zhuǎn)換效率不夠高的問(wèn)題,目前業(yè)界使用的太陽(yáng)能
地球每天從太陽(yáng)獲得的能量,數(shù)量級(jí)達(dá)到 10 的 12 次方瓦,比全地球人類(lèi)用電量多 1 萬(wàn)倍,太陽(yáng)能將會(huì)是解決人類(lèi)能源不足的一大關(guān)鍵,可是太陽(yáng)能電池一直以來(lái)都有轉(zhuǎn)換效率不夠高的問(wèn)題,目前業(yè)界使用的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率大約是 15%~20%,因此科學(xué)家正在研發(fā)效率更高的太陽(yáng)能電池。

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近期喬治華盛頓大學(xué)的科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種新的太陽(yáng)能電池原型,他們將電池多層次堆疊成單一設(shè)備,經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)將陽(yáng)光物轉(zhuǎn)換成電能的效率高達(dá) 44.5%,如果成品設(shè)計(jì)得宜,將成為世界上效率最高的太陽(yáng)能電池。

太陽(yáng)能板其實(shí)是由許多太陽(yáng)能電池所組成,最常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池是“硅”做成的,之中分成兩層,n 型矽層擁有多余的電子,p 型矽層則缺少電子,稱(chēng)作擁有“電洞”,這可以導(dǎo)致電流流動(dòng)。當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池時(shí),可以將太陽(yáng)光束看做一顆顆“光子”,能量夠大的光子會(huì)撞掉一個(gè)電子,電子就會(huì)開(kāi)始流動(dòng),此時(shí)就可以開(kāi)始收集這些移動(dòng)的電子。

這次華盛頓大學(xué)所設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能板跟以往在屋頂上看到的不同,他們使用了聚光型太陽(yáng)能電池(concentrator photovoltaic[CPV]panels),也就是使用透鏡將光聚集到狹小面積上來(lái)提高發(fā)電效率,因此能夠提升面積運(yùn)用效率。

但此次設(shè)計(jì)最特別的是使用了多層次堆疊,每一層太陽(yáng)能電池使用不同的材料,達(dá)到可以吸收不同范圍波長(zhǎng)的效果。

華盛頓大學(xué)應(yīng)用科學(xué)部的負(fù)責(zé)人 Matthew Lumb 表示,“到達(dá)地球的太陽(yáng)光中波長(zhǎng)大部分落于波長(zhǎng) 250 納米至 2,500 納米,而一般傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池?zé)o法捕捉這整個(gè)范圍的能量。”

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(Source:By transferred by Penubag (talk · contribs) on 05:04, 15 May 2008 [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons)

目前此次設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池成本還非常昂貴,但研究人員表示他們覺(jué)得探索太陽(yáng)能電池效率的極限是再生能源重要的一步,他們也有信心隨著制程的精進(jìn),未來(lái)可以達(dá)到商用化。

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責(zé)任編輯:電小二

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