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提升光伏转换效率的“神圣衣”

编辑: 来源: 新能在线 发表时间: 2015-08-27 已浏览 字号:

近几年,虽然太阳能发电产业在全球一直处于上升发展趋势,但是如何在成本不剧增的前提下,继续太阳能发电板的光转化率,一直是全球各国发愁的一个问题。目前,市场上销售的太阳能板,光转化率大多停留在11%-15%之间,虽然有25%转化率的高性能太阳能板,但是价格太高,不是普通大众可以消费的起的。实验室里还能有更高光转化率的太阳能板,但是由于成本更高,想实现市场化几乎是不可能的事。

关于这个问题,美国的科学家们又出妙招。太阳能发电板的原理是将光子直接转化为电流。而太阳光里的各光谱,其波长都不尽相同,如果想产生更大的电流,太阳能发电板就需要尽量获取更多的光谱。因此,他们打算为太阳能发电板量身打造一件“神圣衣”,据说就可以使太阳能板的转化率提高两倍。

现在的太阳能发电板都是以硅元素为主材料制造的,对于波长在600-1000纳米这个范围光谱的转化率非常好,但是对350-600纳米这个范围蓝色光谱部分的转化就“心有余而力不足”了。因此,美国的科学家们就是要通过这件“神圣衣”来帮助现有的硅材料太阳能板大量收集蓝色光谱,从而提高光转换率。

要收集更多的光谱,从而提高太阳能板的光转化率,这远不是“1+1=2”这么简单。为了打造这件“神圣衣”,科学家们借来“法宝”——有机染料。在正常环境下,太阳光可以刺激染料分子发出大量位于硅材料太阳能板转化范围之内的光谱。但是如何使染料分子协调工作呢?染料分子既需要保持“个性”,也需要“协同作战”,同时还要满足量子力学的要求。为了解决这些问题,科学家们将燃料嵌入以蛋白质和脂类为主要成分的水凝胶中,这样就可以使每个燃料分子都保持其“个性”;然后,再将他们聚合在一起“协同作战”。最后的铸成的“神圣衣”,是一张可以铺在太阳能板上面浅桃色的薄膜。

据科学家先容,这是一个非常简单的化学工艺,制作这张薄膜的材料都是无毒的生物质材料,在理论上是可以食用的。但并不意味着就是要让你去吃掉它,意思就是这个东西如果不用了,是可以自然降解的,不会对环境造成危害。目前,这个科学家团队正与康乃狄克州的一家企业进行合作,研究如何早日让所有的太阳能板都是穿上这件可以“Double小宇宙的神圣衣”。

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