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新的太阳能电池可以增加光伏组件的最大效率,增幅达25%以上,这是根据英国剑桥大学(UniversityofCambridge)的科学家所说。
这些科学家来自剑桥大学物理系卡文迪什实验室(CavendishLaboratory),他们开发出一种新型太阳能电池,利用太阳能量远比传统设计更有效。这项研究发表在今天的杂志《纳米快报》(NanoLetters)上,可以大大提高光伏组件产生的可用能量。
光伏组件运行时,吸收的能量来自光粒子,称为光子,光子随后生成电子,产生电力。传统的太阳能电池只能捕捉一部分太阳光,而且已吸入光子的很多能量,尤其是蓝色光子的能量,都会散失为热量。这就不能吸收全部能量,所有不同颜色的光就不能一次吸收,这意味着,传统的太阳能电池不能把34%以上的可用阳光转换成电力。
剑桥大学研究小组的领导是尼尔•格林汉姆(NeilGreenham)教授和理查德•弗兰德(RichardFriend)教授,他们开发出一种混合电池,可吸收红光,也可以利用额外的蓝光能量,以增大电流。通常情况下,太阳能电池每产生一个单电子,都需要捕获一个光子。然而,只要添加上并五苯(pentacene)这种有机半导体材料,太阳能电池产生两个电子,就只需要一个光子,这种光子来自蓝色光谱。这可以使电池捕获44%的入射太阳能量。
布鲁诺•埃尔勒(BrunoEhrler)是论文的第一作者,他说:“有机和混合型太阳能电池具有优越性,胜过现有的硅基技术,因为它们的生产可以大批量低成本进行,这是因为采用卷对卷印刷。然而,太阳能电站的很大成本是土地,劳动力和安装硬件。因此,即使有机太阳能电池板比较便宜,我们也需要提高效率,使它们具有竞争力。否则,就会像是买了一幅便宜的油画,才发现你需要一个昂贵的画框。”
马克•威尔逊(MarkWilson)是论文的另一个作者,他说:“我认为,非常重要的是我们要走向可持续发展的能源,而令人兴奋的是可以协助探索可能的解决方案。”
阿克沙伊•拉奥(AkshayRao)博士是论文的联合作者,他指出:“这仅仅是第一步,要迈向新一代太阳能电池,我们感到非常兴奋是可以参与这项工作。”
更多信息:论文《单线态激子裂变敏化红外量子点太阳能电池》(SingletExcitonFission-SensitizedInfraredQuantumDotSolarCells)刊登在2012年2月8日一期的《纳米快报》上。
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