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可吸收太阳光全部波长 最有效率的太阳能电池可望出炉

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可吸收太阳光全部波长 最有效率的太阳能电池可望出炉

发布日期:2017-07-25 作者: 点击:

可吸收太阳光全部波长 最有效率的太阳能电池可望出炉

  地球每天从太阳获得的能量,数量级达到10的12次方瓦,比全地球人类用电量多1万倍,太阳能将会是解决人类能源不足的一大关键,可是太阳能电池一直以来都有转换效率不够高的问题,目前业界使用的太阳能电池转换效率大约是15%~20%,因此科学家正在研发效率更高的太阳能电池。

  近期乔治华盛顿大学的科学家设计了一种新的太阳能电池原型,他们将电池多层次堆叠成单一设备,经测量发现将阳光物转换成电能的效率高达44.5%,如果成品设计得宜,将成为世界上效率最高的太阳能电池。

  太阳能板其实是由许多太阳能电池所组成,最常见的太阳能电池是“硅”做成的,之中分成两层,n型矽层拥有多余的电子,p型矽层则缺少电子,称作拥有“电洞”,这可以导致电流流动。当太阳光照射到太阳能电池时,可以将太阳光束看做一颗颗“光子”,能量够大的光子会撞掉一个电子,电子就会开始流动,此时就可以开始收集这些移动的电子。

  这次华盛顿大学所设计的太阳能板跟以往在屋顶上看到的不同,他们使用了聚光型太阳能电池(concentrator photovoltaic[CPV]panels),也就是使用透镜将光聚集到狭小面积上来提高发电效率,因此能够提升面积运用效率。

  但此次设计最特别的是使用了多层次堆叠,每一层太阳能电池使用不同的材料,达到可以吸收不同范围波长的效果。

  华盛顿大学应用科学部的负责人Matthew Lumb表示,“到达地球的太阳光中波长大部分落于波长250纳米至2,500纳米,而一般传统的太阳能电池无法捕捉这整个范围的能量。”

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

  目前此次设计的太阳能电池成本还非常昂贵,但研究人员表示他们觉得探索太阳能电池效率的极限是再生能源重要的一步,他们也有信心随着制程的精进,未来可以达到商用化。


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