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新型太阳能电池可增加转换效率

日期:2011-12-19    来源:solarF阳光网  作者:solarF阳光网

国际新能源网

2011
12/19
15:00
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关键词: 太阳能 太阳能电池

    由德克萨斯大学奥斯汀分校的化学家朱晓阳领导的团队最新研究发现,传统的太阳能电池转换效率可以显著的增加。

    通过应用一种有机塑料半导体材料可能使一个阳光光子产生的电子数量增加一倍。塑料半导体太阳能电池生产有极大的优势,其中之一就是成本低。通过与分子设计和合成的强大功能相结合,我们发现了令人兴奋的太阳能转换新方法,开启了更高效率的太阳能转换的大门。该项研究认为太阳能电池转换效率具有提升50%至100%的可能性。

    最近一项研究发现,"太阳能发电比大多数分析师认为的要便宜得多,"气候进展为进一步太阳能发电价格削减铺设了道路。像这样的技术进展也保证了2020年后期将进一步实现太阳能发电价格的降低。这项科学研究是非常有技术性的,它"观察了单线态裂变中的多激子状态以及随之而来的超速多电子转移"。

    当前使用的硅太阳能电池的最大理论效率大约为31%,因为太阳能撞击电池的能量过高而不能转化为可用的电能。这种以"热电子"形式存在的能量以热能的状态散失。捕获热电子可以大大将太阳能-电能的转化效率增至66%。

    朱晓阳和他的团队先前就表明,利用半导体纳米晶可以捕获那些热电子。他们在2010年《科学杂志》中就曾发表过该项研究,但是他说,基于该项研究进行可行技术的实际执行是非常具有挑战性的。一方面,只有使用高度集中的阳光时才能达到66%的转化率,并不只是通常的未经加工的阳光打到太阳能电池板上就可以了。当考虑设计一种新型材料或者设备的时候一系列新的问题就出现了。

    为了规避这个问题,朱晓阳和他的团队已经找到了一种替代方法。他们发现,一个光子产生一个黑暗量子的"影子状态",从这里就可以有效地捕获两个光子,从而在五苯半导体中生成更多的能量。朱晓阳说,这种机制的开发可以在不需要聚焦太阳能光束的情况下就能将太阳能电池效率提升至44%。这将鼓励太阳能技术更加广泛的使用。

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