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美國大學(xué)將太陽(yáng)能電池效率提高到44%

—— 這會(huì )促進(jìn)更廣泛地使用太陽(yáng)能技術(shù)
作者: 時(shí)間:2011-12-21 來(lái)源:光伏制造 收藏

  傳統的效率可大幅度提高,一項新的研究探討了太陽(yáng)能轉換機制,項目領(lǐng)導是得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校(University of Texas at Austin)化學(xué)家朱曉陽(yáng)(Xiaoyang Zhu)。朱曉陽(yáng)和他的研究小組發(fā)現,有可能使每一個(gè)陽(yáng)光光子產(chǎn)生的電子數量增加一倍,只需使用一種有機塑料材料。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/127219.htm

  “塑料的生產(chǎn)具有很大的優(yōu)勢,其中之一就是成本低,”化學(xué)教授朱曉陽(yáng)說(shuō)。“結合潛力巨大的分子設計和合成,我們的發(fā)現打開(kāi)了一扇大門(mén),可以帶來(lái)一種令人興奮的新方法,進(jìn)行太陽(yáng)能轉換,可產(chǎn)生高得多的效率。”

  朱曉陽(yáng)和他的小組發(fā)表了他們的開(kāi)創(chuàng )性發(fā)現,就在12月16日的《科學(xué)》上,題為《觀(guān)察多激子狀態(tài)在單線(xiàn)態(tài)裂變中確保超快多電子轉移》(Observing the Multiexciton State in Singlet Fission and Ensuing Ultrafast Multielectron Transfer)

  今天使用的硅,最大理論效率大約為31%,因為照射到電池上的大部分太陽(yáng)能量都太高,難以轉化為可用的電力。這種能量在形式上是“熱電子”,會(huì )散發(fā)為熱量。捕獲熱電子有可能提高效率,使太陽(yáng)能到電力的轉換效率達到66%。

  朱曉陽(yáng)和他的研究小組先前曾表明,可以捕獲這些熱電子,只需要使用納米晶體。他們在2010年的《科學(xué)》上發(fā)表了那項研究,但朱曉陽(yáng)說(shuō),靠那項研究,要實(shí)際實(shí)施一項可行的技術(shù),還面臨很多挑戰。

  “一件事情是,”朱曉陽(yáng)說(shuō),“要達到66%的效率,只有使用高度集中的陽(yáng)光,不能只用原始自然陽(yáng)光,就是通常照射到太陽(yáng)能電池板上的陽(yáng)光。這就會(huì )產(chǎn)生一些問(wèn)題,因為要考慮設計一種新材料或設備。”

  為了規避這個(gè)問(wèn)題,朱曉陽(yáng)和他的小組已經(jīng)找到一種替代方法。他們發(fā)現,一個(gè)光子會(huì )產(chǎn)生一個(gè)黑暗的量子“陰影狀態(tài)”,隨后,可以從中有效地捕捉到兩個(gè)電子,以產(chǎn)生更多的能量,這要采用半導體并五苯(pentacene)。

  朱曉陽(yáng)說(shuō),利用這種機制,可以把太陽(yáng)能電池效率提高到44%,不需要聚集太陽(yáng)光束,這會(huì )促進(jìn)更廣泛地使用太陽(yáng)能技術(shù)。

  這一研究小組牽頭的是陳煒倫(Wai-lun Chan),他是朱曉陽(yáng)小組的博士后研究員,協(xié)助人員還有博士后研究員曼努埃爾 里格斯(Manuel Ligges),阿斯卡特 金勞柏克夫(Askat Jailaubekov),羅蘭 凱克(Loren Kaake)和路易斯 馬佳 阿維拉(Luis Miaja-Avila)幫助。這項研究的支持來(lái)自國家科學(xué)基金會(huì )和能源部。



關(guān)鍵詞: 半導體 太陽(yáng)能電池

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