梦想到现实光伏涂料温差发电现巨大潜力-第2页-北极星太阳能光伏网

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在接下来的几十年里，温差发电材料几乎完全被忽视。除了可怜的发电效率之外，这种材料本身———原料通常采用碲化铋等稀有元素———价格昂贵，相对于卑微的产出实在不划算。只有在极其罕见的情况下，在没有其他选择的时候才可能被采用。比如，在“旅行者”号太空探测器上，温差发电材料利用一小块放射性材料和寒冷外太空的温度差异为探测器提供电源。

但是，不久之后，硅太阳能光伏电池板的发展也遭遇瓶颈。虽然研究者想尽各种办法，今天销售的光伏太阳能电池板的效率依然在15%至20%之间。这和它们将阳光转化为电能的方式有关。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生越迁，形成电流。但问题在于，光子必须携带适量的能量。超出这个能量范围就会发生问题。如果光子携带能量太多———比如高能紫外线所携带的能量———它们的热量会给材料造成混乱。另一方面，如果光子携带能量太低———比如微波或红外光的光子———就会直接穿过电池板，不与任何电子发生反应。

不幸的是，这些低能光子在太阳光谱中所占比例接近一半，因此，太阳能电池板的效率无法超过50%。更糟糕的是高能光子会对光伏材料精密的电子结构造成破坏：在高热下电子开始到处乱窜，而不是有序地流动。因此，约一半的太阳光子无法利用，少数能量充足的光子反而会影响电池板的效率。虽然可以通过冷却来减少电池板过热产生的副作用。但这将导致成本和体积增加，冷却过程还需要消耗能量，构成了限制光伏太阳能电池板效率的三大敌人。

或许可以用温差发电材料帮助解决这些问题？2007年，麻省理工学院的陈钢开始思考，是否能重新挖掘出这种早已被忽视的材料，帮助太阳能电池充分利用各种波长的太阳光。

这是一个诱人的想法。理论上也得到了证实。结合温差发电材料和光伏材料的太阳能电池可以疏导高能光子，从而给电池降温，并且温差发电材料可捕捉低能光子发电，充分利用所有阳光。

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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