梦想到现实光伏涂料温差发电现巨大潜力-第3页-北极星太阳能光伏网

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理论上，结合两种材料的最好方式是“光谱分裂太阳能电池”。它类似于交通警察，根据波长将阳光分隔。按照陈钢的计算，类似混合电池的效率将是标准硅太阳能电池的1.5倍，这样的飞跃可能最终让太阳能在价格上与化石燃料竞争。但是有一个问题：“要实现‘光谱分裂’需要太阳能聚光器和分光棱镜。”增加的成本已经超过增加效率带来的利润。

也许更好的选择是一种更简单的东西。与其建造一个复杂的结构疏导低能光子，为什么不让它们直接穿过太阳能电池进入下面的温差发电层？再下面的冷却管道可吸收高能光子的热能。热电池板和冷水为夹在中间的温差发电层提供理想的温差。但即使如此，温差发电层捕捉到的多余能量依然不足以弥补材料的花费。必须解决最根本的问题：温差发电材料昂贵的价格。

它的发电方式也是导致低效率的罪魁祸首。当材料一面变热，电子脱离原子，迁移到冷的一面。难度在于保持材料两面的温差。电子并非唯一穿透材料的东西：热以光子的形式传播，从一个原子传递给另一个原子。冷的一面很快也将因为热传导而变热，这时候，电子将不再朝着一个特定方向流动，而是无序地乱窜。当然再也无法生成电流。

在长达半个世纪的时间里，这个问题一直得不到解决。直到纳米技术出现。现在，研究者可以从最细微的层面控制材料的结构。

在硅等晶体材料中，所有原子都有序规则排列。使得电子和光子可以畅通无阻地穿过。相反，在玻璃等原子排列混乱的材料中，电子和光子的流动都受到阻碍。通过纳米技术可以创造出只让电子(而非光子)通过的合成材料。纽约哥伦比亚大学的尹慧明(音译)和杨大江(音译)采用了一种量子点基础材料。量子点材料诞生于约30年前，像传统太阳能电池一样，它可以捕捉光能，转化为电能。它可以让普通温差发电材料的效率接近翻倍。夹在水冷却光伏发电系统中间，这种材料可以将太阳能电池的效率提高到超过50%。

亚利桑那大学的查尔斯·斯塔福德在创造一种类似装置的过程中意识到还有一种可能性，它甚至可能重塑整个太阳能产业。假如可以完全放弃挑剔的光伏电池？假如能够找到一种高效率的阳光捕捉材料，从而完全取代太阳能电池？如果它足够便宜，那么即使它的峰值效率达不到50%也没有关系。

为此，他必须放弃半导体，寻找一种全新材料。他发现一种叫聚苯基醚的聚合物可能符合要求。“它们价格很便宜，”他说，“你可以买上几罐，刷在任何可以被阳光照射的表面。”斯塔福德认为他可以对材料的分子进行加工，干扰光子的流动，同时让电子通过。他估计，这种新材料可将20%至25%的光子转化为电力，效率为今天的温差发电材料的6倍。如果他获得成功，结果将是惊人的。光伏太阳能电池可能从此被淘汰。

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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