利用新材料提高光電轉(zhuǎn)換效率

太陽(yáng)的光線(xiàn)出現(xiàn)在生活中的每一個(gè)地方，人們的生活已經(jīng)離不開(kāi)太陽(yáng)，太陽(yáng)能不僅為植物生長(zhǎng)提供光源，而且也能為人類(lèi)提供能源，現(xiàn)在的光伏發(fā)電就是很大程度上利用了太陽(yáng)能，太陽(yáng)能電池為未來(lái)大規(guī)模發(fā)電提供了巨大商機(jī)，但目前大部分太陽(yáng)能電池的輸出功率相對(duì)較低，典型的輸出效率在15%%左右。本文講解太陽(yáng)能發(fā)電的相關(guān)知識(shí)。

“太陽(yáng)每天產(chǎn)生的太陽(yáng)能為165,000太瓦特(TeraWatt)，我們只要能從中獲取極小的一部分能量，就能朝解決能源危機(jī)問(wèn)題邁進(jìn)一大步”，IMCE首席運(yùn)營(yíng)官LucVandenhove表示，“我們現(xiàn)在面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)是如何降低電陽(yáng)能電池的成本和提高其效率。”IMEC的太陽(yáng)能電池開(kāi)發(fā)計(jì)劃的計(jì)劃表是，到2011年120微米晶硅電池的效率有望達(dá)到20%;到2015年，厚度為80微米的晶硅太陽(yáng)能電池的效率將高于20%。其技術(shù)的發(fā)展思路是，提高材料的吸收系數(shù)，使之接近太陽(yáng)能光譜的最大光子通量，并具有較高遷移率。此外，通過(guò)采用旋涂工藝涂覆該材料，改善其薄膜形貌，從而提高載流子遷移率和可重復(fù)性。

逆變器

另一方面，荷蘭戴夫特理工大學(xué)和物質(zhì)基礎(chǔ)研究基金會(huì)研究人員指出，非常小的特定半導(dǎo)體晶體會(huì)產(chǎn)生電子的“雪崩效應(yīng)”。在傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池中，1個(gè)光子只能精確地釋出1個(gè)電子，而在某些半導(dǎo)體納米晶體中，1個(gè)光子可釋出2個(gè)或3個(gè)電子，這就是所謂的“雪崩效應(yīng)”。這些釋出的自由電子能夠確保太陽(yáng)能電池運(yùn)作并提供電力。釋出的電子越多，太陽(yáng)能電池的輸出功率也越大。這種物理效應(yīng)為生產(chǎn)廉價(jià)的、高輸出功率的太陽(yáng)能電池鋪平了道路，從而有望利用半導(dǎo)體納米晶體(晶體尺寸在納米范圍內(nèi))來(lái)制造新型太陽(yáng)能電池。此次的新發(fā)現(xiàn)表明，理論上由半導(dǎo)體納米晶體組成的太陽(yáng)能電池的最大輸出能源效率將可能達(dá)到44%，同時(shí)有助于減少生產(chǎn)成本。

此外，IBM不久前聲稱(chēng)他們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了從1平方厘米的太陽(yáng)能電池板上提取230W的能量，并最終獲得70W可用電力的技術(shù)。太陽(yáng)能雖然可以產(chǎn)生很大能量，但是現(xiàn)在的技術(shù)還不足以保證人類(lèi)所有的運(yùn)轉(zhuǎn)，這就需要我們保護(hù)能源，從自己做起，從身邊的點(diǎn)滴做起，節(jié)約能源，是我們?nèi)祟?lèi)每一個(gè)人應(yīng)盡的責(zé)任。