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新型太阳能电池几乎能捕获太阳光谱所有能量,光电转换率高达44.5%
李明 2017-07-16
导语

“到达地球表面的直射太阳光中,99%的能量位于波长250纳米和2500纳米的光之间,但传统的高效多结太阳能电池的材料不能捕获整个光谱范围内的所有能量,而新设备可以。”

据物理学家组织网7月12日报道,美国科学家设计出了一款新型太阳能电池并制造出了模型。这种太阳能电池整合了多块电池,这些电池堆叠成能捕获太阳光谱几乎所有能量的单个设备,可将44.5%的直射太阳光转化为电力,有潜力成为世界上最高效的太阳能电池,而目前大多数太阳能电池的光电转化效率仅为25%。研究成果发表在最新一期的《先进能源材料》杂志上。

不同于我们在屋顶或田间常见的太阳能电池板,新的太阳能电池设计方法使用聚光型太阳能电池(CPV)板,可将太阳光集中在微型太阳能电池(面积不到1平方毫米)上。最重要的优势有两点,首先,其基座来自锑化镓(GaSb)材料家族,这种材料广泛应用于红外激光器和光电探测器内。锑化镓基太阳能电池被组装成一个堆叠结构,就像过滤太阳光的滤网一样,每层都有专门材料吸收特定波长的能量。其次,这种堆叠工艺使用所谓的转移打印技术,使这些小型设备可以精确地立体组装在一起。

图:该研究主要作者、乔治华盛顿大学马修·鲁姆

该研究主要作者、乔治华盛顿大学的马修·鲁姆说:“到达地球表面的直射太阳光中,99%的能量位于波长250纳米和2500纳米的光之间,但传统的高效多结太阳能电池的材料不能捕获整个光谱范围内的所有能量,而新设备可以。”

目前这种特殊的太阳能电池由于所用材料昂贵而“身价”不菲,但研究人员相信,它对于研究光电转化效率的上限非常重要,未来有望降低成本,研制出更廉价的同类产品投入市场。

文章链接:

Matthew P. Lumb, Shawn Mack, et al, "GaSb-Based Solar Cells for Full Solar Spectrum Energy Harvesting," Advanced Energy Materials, 2017; 1700345 DOI: 10.1002/aenm.201700345

(本文来源:科技日报;作者:刘霞;)

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  • 太阳能电池
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作者 李明

博士生

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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