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新型太阳能电池转换率提高25,新合金材料太阳能

来源:http://www.17930ip.com 作者:威尼斯城所有登入网址 时间:2020-01-02 04:25

新合金材料太阳能电池效率达40% 硅太阳能电池的效率一般只能达到20%,效率更高的电池都很复杂,也很昂贵。据美国物理学家组织网1月24日报道,美国劳伦斯伯克利国家实验室科研人员伍雷戴克瓦卢克维领导的研究小组,用一种名为镓氮砷合金的特殊材料和简单的组合方法,使他们制造的多带型太阳能电池效率达到40%以上。研究论文发表在近日出版的《物理评论快报》上。在标准半导体太阳能电池中,带隙将电池分成导带和价带,靠光子激发带隙两边的电子空穴对来产生电流。只有能量超过带隙的光子能产生电流,这导致了太阳能能量转化的门槛:小的带隙能吸收更多光子,产生更大电流但电压不足,而大的带隙能产生更大电压却电流有限,因此大部分太阳光子不能被吸收。这一门槛意味着,要让太阳能电池更高效,必须在不同的板层用不同的带隙进行复杂的叠装,让电池不同部分吸收不同的太阳光谱。瓦卢克维说:将某些半导体混合能有效提高太阳能电池的效率,但这种方法一般很复杂。目前效率达到40%的太阳能电池通常要18层半导体,而我们的技术只要4层到5层。GaNAs半导体合金具有独特的电子带状结构,能使太阳能电池效率更高。瓦卢克维小组通过工程改良方法,用GaNAs合金制造了一种单一材料的多带型太阳能电池,能吸收多波段的太阳光谱。多年来科学家一直在研究混合半导体,改良材料属性。但他们在研究那些容易混合的半导体,而我们研究的材料很难被混合,必须使用特殊的强制方法。当发生混合时,半导体会在带隙形成中间带的状态。瓦卢克维说:其他高效太阳能电池形成不同带隙时用了多种半导体材料,而我们开发的半导体非常简单,只含有一种材料,却形成了多种带隙。研究人员表示,估计用GaNAs合金制造太阳能电池效率将超过40%,而且比目前能达到这一效率的电池更加简单,更容易制造,应用市场更为广泛,在成本上也更合算。他们的目标是开发其商业用途,让它在市场上发挥作用。更多阅读*PRL*发表论文摘要特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的来源,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。

新型太阳能电池转换率提高25% 据美国物理学家组织网2月8日报道,英国剑桥大学物理系卡文迪什实验室开发出一种有机混合太阳能电池,可将最大光电转换率提高25%以上。该研究成果2月8日刊登在美国《纳米快报》上。太阳能电池主要以半导体材料为基础,利用光电材料中的光子吸收光能后发生光电转换反应而产生电能。传统的太阳能电池只能吸收太阳光谱中部分可见光至近红光部分,随着温度的增加,许多蓝色光子的能量就损失掉了。这种一次不能吸收不同颜色光的性能决定着其光电转化率不会超过34%。剑桥大学尼尔格里纳姆教授和理查德爵士带领的研究团队开发出一种有机混合电池,其可在吸收红光的同时,利用额外蓝光能量产生更大的电流。通常情况下,太阳能电池可使一个光子产生一个电子。而在太阳能电池中加入一种有机半导体并五苯后,太阳能电池可以激发每个光子从蓝色光谱中产生两个电子,由此使电池转换效率提高到44%。该研究论文的第一作者布鲁诺埃尔勒说:有机混合型太阳能电池比现在基于硅的太阳能电池具有技术优势,因为其可像报纸印刷的卷带式系统一样低成本大量生产。然而,一个太阳能电站的成本大多体现在土地、劳动力和安装硬件上。因此,即使有机太阳能电池板比较便宜,我们仍需要提高其效率,使其更具竞争力,否则,你会发现买了一幅便宜的画后配了一个昂贵的框架。该论文的合著者马克威尔逊说:重要的是我们在向采用可持续能源的方向迈进,并且为探索可能的解决方案提供了有益思路。另一位作者拉奥阿克沙伊博士指出:这仅仅是迈向新一代太阳能电池的第一步,而能成为这种努力的一部分,我们感到非常兴奋。更多阅读《纳米快报》发表论文摘要特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的来源,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。

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