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近日,美国可再生能源实验室(NREL)揭开了其近年来一直致力研究的Amonix 7700聚光光伏(CPV)太阳能发电机的神秘面纱,并称Amonix 7700系统是太阳能发电史上的一次重大突破,将使太阳能电池扭转与化石燃料相比的劣势,并与之形成分庭抗礼之势。Amonix 7700系统的特别之处在于,它在地面上使用了航空级别的太阳能电池,并将这些性能很高的太阳能电池置于凸透镜之下。凸透镜起到聚光的作用,如此形成的Amonix 7700系统的太阳能利用率更高。美国可再生能源实验室的试验数据显示,如果按照市政规模建设,新的聚光光伏太阳能矩阵的发电效率将是传统太阳能电池矩阵的2倍。另外,由于使用了凸透镜,该系统还有另一个优势:它是世界上土地密集型程度最低的太阳能利用形式,即Amonix 7700的占地面积比其他太阳能电池都小。
Amonix 7700聚光光伏太阳能电池使用了复杂的三重连接技术,依赖的电池是嫁电池。一直以来,嫁电池因其稳健性成为了太空探索中不可缺少的条件。相比而言,传统的硅基太阳能电池会在高温下损坏。由于凸透镜的聚光作用,照射在Amonix 7700系统上的太阳光强度要远大于普通太阳能电池,因此嫁电池也成为了不二之选。嫁电池的使用让新系统基本可以对高温免疫,从而经聚焦的太阳光极大提高了太阳能电池的发电效率。美国可再生能源实验室公布的数据显示,Amonix 7700系统最高的实验室发电效率达到了42%。
此外,为控制系统成本,Amonix 7700使用的是低成本的菲涅尔透镜(菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片,相当于阳光的凸透镜,效果好,但成本比普通凸透镜低很多——编者注)。阳光在经过菲涅尔透镜后,强度增加到了一般阳光的500倍,是一般硅基太阳能电池不能承受的。总体上,嫁电池将转换如此强度太阳能电池的效率在26%左右,相当于目前已实地应用的太阳能电池平均转换效率的2倍。
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