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砷化鎵太陽(yáng)能電池有望打破能效記錄

—— 我們將生活在一個(gè)太陽(yáng)能電池非常便宜而且高效的世界中
作者: 時(shí)間:2011-11-10 來(lái)源:光伏制造 收藏

  美國科學(xué)家通過(guò)與傳統科學(xué)研究相反的新思路,用砷化鎵制造出了最高轉化效率達28.4%的薄膜。該效率提升的關(guān)鍵并非是讓其吸收更多光子而是讓其釋放出更多光子,未來(lái)用砷化鎵制造的有望突破能效轉化記錄的極限。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/125710.htm

  過(guò)去,科學(xué)家們都強調通過(guò)增加太陽(yáng)能吸收光子的數量來(lái)提升太陽(yáng)能電池的效率。太陽(yáng)能電池吸收陽(yáng)光后產(chǎn)生的電子必須被作為電提取出來(lái),而那些沒(méi)有被足夠快速提取出的電子會(huì )衰變并釋放出自己的能量。

  美國能源部下屬的勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室科學(xué)家伊萊·亞布魯諾維契領(lǐng)導的研究表明,如果這些釋放的能量作為外部熒光排放出來(lái),太陽(yáng)能電池的輸出電壓就會(huì )提高。亞布魯諾維契說(shuō):“我們的研究表明,太陽(yáng)能電池釋放光子的效率越高,其能源轉化效率和提供的電壓就越高。外部熒光是太陽(yáng)能電池轉化效率達到理論最大值——肖克萊·奎塞爾效率極限的關(guān)鍵。對于單p-n結太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō),這個(gè)最大值約為33.5%。”

  參與研究人員歐文·米勒解釋道,在太陽(yáng)能電池的開(kāi)路環(huán)境中,電子無(wú)處可去,就會(huì )密密擠在一起,理想的情況是,它們排放出外部熒光,精確地平衡入射的太陽(yáng)光。

  基于此,由亞布魯諾維契聯(lián)合創(chuàng )辦的阿爾塔設備公司使用亞布魯諾維契早期研發(fā)的技術(shù)——外延層剝離技術(shù),用砷化鎵制造出了最高轉化效率達28.4%的薄膜太陽(yáng)能電池。這種電池不僅打破了此前的轉化效率,其成本也低于其他太陽(yáng)能電池。目前效率最高的商用太陽(yáng)能電池由單晶硅圓制造,最高轉化效率為23%。砷化鎵雖然比硅貴,但其收集光子的效率更高。就性?xún)r(jià)比而言,砷化鎵是制造太陽(yáng)能電池的理想材料。

  亞布魯諾維契說(shuō):“太陽(yáng)能電池的高性能與外部熒光有關(guān),我們的理論將顯著(zhù)改變未來(lái)太陽(yáng)能電池的面貌,我們將生活在一個(gè)太陽(yáng)能電池非常便宜而且高效的世界中。”



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