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2010年太阳能电池技术进展盘点

2011-01-04 15:51来源:科学时报关键词:太阳能电池光伏发电光伏产业收藏点赞

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新型太阳能电池系统频出

一家名为CogenraSolar的公司在加州北部一座葡萄酒厂中安装了新型的太阳能电池板。这组电池板结合了传统的太阳能光伏电池和一套余热收集系统,能同时产生电力和热能。

实际上,美国还有很多科研团队在研发类似技术,都把目光放到了光伏之外,希望开发出太阳能的其他潜力。不过,这些技术都还处在研发初期。

2010年8月,斯坦福大学工程师提出同时利用光伏和光热发电工艺并证明其可行。该过程被称为“光子增强热电子发射”或PETE。

由于太阳能电池中的活性材料只能与特定的光谱发生反应,大多数的硅太阳能电池只能将阳光中15%的能量转化为电力,而一半以上太阳能以热量的形式浪费掉了。

到目前为止还没有研究人员能掌握一种同时兼顾热能利用与光电转换的技术。斯坦福大学材料科学与工程副教授NickMelosh的研究小组选择了一种涂覆有铯金属薄层的氮化镓半导体材料,这种材料能够同时利用光和热来发电,比现有的太阳电池技术效率翻番。

Melosh估计PETE过程在阳光聚光情况下可达到50%的效率或更高,而如果与热转换循环相结合甚或可以达到60%,这几乎是现有系统转换效率的3倍。该小组的研究成果发表在2010年8月1日的《自然—材料学》上。

美国麻省理工学院的研究人员于2010年10月25日宣布,他们精确地揭示了二钌富瓦烯(fulvalenediruthenium)分子的工作原理。这将有助于科学家研发出存储和释放热能而不是电能的新型电池。

二钌富瓦烯分子被太阳光等照射后,会吸收电磁波,从外部对其进行轻微加热,或者添加某种催化剂,该分子便会在200℃左右的温度下发热,然后还原为发生变化之前的构造,并可多次重复。因此,从原理上讲,使用二钌富瓦烯制造的电池可按需存储和释放热能。但是,钌存在着稀缺性和成本高两个问题。通过这项研究,科学家可寻找比钌更便宜的替代品。

在美国加州大学,新型石墨烯有机太阳能电池问世。虽然石墨烯有机太阳能电池的光电转化效率比不上硅太阳电池,但它造价低,并且柔韧性好,因此应用前景看好。例如可做成发电窗帘,甚至发电衣服。

而在麻省理工学院,2010年10月,研究人员展示了他们的纸一样薄的太阳能电池板样品,薄到甚至可以用打印机打印。虽然这些早期样品的转换率很低,但同石墨烯太阳能电池一样,应用前景广阔,可以贴在窗户或者笔记本电脑上。研究人员认为,该技术5年内能够实现商业化。

此外,一个来自加拿大阿尔伯特大学和国家纳米技术研究院的研究小组将塑料太阳电池的使用寿命从几个小时扩展到了8个月。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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