這些太陽(yáng)能電池板知識(shí)了解嗎?如何研制高效太陽(yáng)能電池?

太陽(yáng)能電池是常見(jiàn)的電池類型之一，生活中，處處都可見(jiàn)太陽(yáng)能電池的應(yīng)用。其中，最常見(jiàn)的莫過(guò)于太陽(yáng)能電池路燈。為增進(jìn)大家對(duì)太陽(yáng)能電池的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)太陽(yáng)能電池板的相關(guān)內(nèi)容以及采用碳納米管研制太陽(yáng)能電池的方法予以介紹。如果你對(duì)太陽(yáng)能電池具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、太陽(yáng)能電池板的相關(guān)介紹

(一)家用太陽(yáng)能電池板

1:家用太陽(yáng)能電池板的價(jià)格目前是每瓦10元，種類繁多，從幾十瓦到300瓦以上，按你家用電量安裝。

2.如果想用面板發(fā)電取暖，理論上是可以的。但由于冬季日照時(shí)間短等原因，發(fā)電量可能不是特別大，需要多裝面板，成本很高，受蓄電池等多方面影響。個(gè)人感覺(jué)不是特別靠譜。雖然面板是低碳環(huán)保的產(chǎn)品，但由于價(jià)格的影響，這種產(chǎn)品在中國(guó)商業(yè)化還需要一段時(shí)間。意大利和德國(guó)是世界上安裝面板最多的國(guó)家。

(二)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的組成

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能控制器和蓄電池組成。如果輸出功率為交流220V或110V，則需要配置逆變器。每個(gè)部分的功能是：

(1)太陽(yáng)能電池板：太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中有價(jià)值的部分。它的作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)化為電能，或者送到蓄電池中儲(chǔ)存，或者帶動(dòng)負(fù)載工作。

(2)太陽(yáng)能控制器：太陽(yáng)能控制器的功能是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，保護(hù)電池不被過(guò)充過(guò)放。在溫差大的地方，合格的控制器還應(yīng)具有溫度補(bǔ)償功能。控制器的其他附加功能，如燈光控制開關(guān)和時(shí)間控制開關(guān)，應(yīng)該是可選的。

(3)蓄電池：一般為鉛酸電池。在小型和微型系統(tǒng)中，也可以使用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。它的作用是在有光的時(shí)候儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能，然后在需要的時(shí)候釋放出來(lái)。

逆變器：太陽(yáng)能的直接輸出一般為12伏直流電、24伏直流電、48伏直流電。為了向220伏交流電設(shè)備提供電能，需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的DC能量轉(zhuǎn)換成交流電，因此需要使用DC-交流逆變器。

二、用碳納米管研制高效太陽(yáng)能電池的方法

利用碳納米管代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅技術(shù)，研究人員制作并測(cè)試、檢測(cè)了一種叫作光電二極管的簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能電池，它由一個(gè)獨(dú)立的碳納米管形成。這項(xiàng)研究在康奈爾納米系統(tǒng)中心和康納爾納米科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，以及國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)和先進(jìn)材料、結(jié)構(gòu)、器件微電子研究公司共同支持下完成。這項(xiàng)研究由康奈爾大學(xué)物理學(xué)Goldwin Smith教授Paul McEuen和化學(xué)及生物化學(xué)助理教授Jiwoong Park共同領(lǐng)導(dǎo)，他們描述了如何通過(guò)增加載流子的數(shù)量，使得器件能非常高效地將光能轉(zhuǎn)化為電能。這種方法證明了下一代高效太陽(yáng)能電池的重要性。

“我們不僅僅在研究新材料，實(shí)際上也在將其付諸于應(yīng)用，創(chuàng)造出真正的太陽(yáng)能電池器件，” 該論文的第一作者、McEuen實(shí)驗(yàn)室研究生Nathan Gabor指出。

研究人員采用了由石墨烯薄片卷制而成的單壁碳納米管，來(lái)制作太陽(yáng)能電池。其尺寸與DNA分子相當(dāng)，納米管在兩個(gè)電連接間導(dǎo)通，并靠近分別帶正、負(fù)電荷的兩個(gè)電極。這項(xiàng)研究采用單壁納米管，某種程度上是受先前所做的二極管研究啟發(fā)，二極管是很簡(jiǎn)單的晶體管形式，只允許電流在一個(gè)方向上移動(dòng)。康奈爾研究小組想看看，采用類似的方法能產(chǎn)生怎樣的結(jié)果，而這次對(duì)納米管進(jìn)行光照。

利用不同顏色的激光照射納米管，在將光能轉(zhuǎn)化成電能的過(guò)程中，研究人員發(fā)現(xiàn)更高能量的光子產(chǎn)生的電流具有放大效應(yīng)。更進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，狹長(zhǎng)、圓柱形的碳納米管使得電子能平滑地逐個(gè)擠過(guò)納米管。電子穿過(guò)納米管后受激發(fā)，并產(chǎn)生新的電子繼續(xù)移動(dòng)。他們表示，納米管可能是個(gè)理想的光伏電池，因?yàn)橥ㄟ^(guò)利用光的多余光能量，它能使電子再創(chuàng)造出更多的電子。

這看起來(lái)不像是目前的太陽(yáng)能電池，傳統(tǒng)的電池里額外的能量往往以熱量的形式流失，而且電池還需要不斷的外部冷卻。

盡管他們已經(jīng)制作出了器件，但是如何在量產(chǎn)中獲得便宜且可靠的這種器件，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)還是很大的挑戰(zhàn)，Gabor說(shuō)，“我們所觀察到的只是其物理表現(xiàn)”。

在碳納米管材料制成的光電二極管中，當(dāng)陽(yáng)光照射到器件上時(shí)，電子(藍(lán)色)和空穴(紅色)釋放過(guò)剩能量，更有效地創(chuàng)造出更多的電子-空穴對(duì).

以上便是此次小編帶來(lái)的“太陽(yáng)能電池”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)太陽(yáng)能電池板以及采用碳納米管制作太陽(yáng)能電池的方法具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!