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世上最薄太阳能电池研制完成

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世上最薄太阳能电池研制完成

发布日期:2018-05-29 作者:发电 点击:

  提到最近的明星材料那莫过于石墨烯,不过最新的一个重要研究成果却和它无关。维也纳技术大学的研究者们宣布他们开发出了世界上最薄的太阳能电池,材料并不是石墨烯。

  

内蒙古太阳能发电



  世上最薄太阳能电池研制完成 - ofweek论坛

  

  这回的主角是硒化钨,这种材料能够吸收光,因此适合用来制造太阳能电池。整个结构由一层钨分子和夹着它的两层硒分子组成。从描述中我们就可以看出来,它已经没法更薄了。

  

  世上最薄太阳能电池研制完成 - ofweek论坛

  

  由于硒化钨电池太薄了,95%的光都能够穿过它,意味着这5%以外的都有被转化成电力的可能性,使得这种电池的效率非常高。研究小组认为这种电池可以大量覆盖在建筑物表面,不影响光照的情况下还能提供电力,可谓完美。

  

  现在不知道硒化钨电池什么时候能投入实用,不过研究者们对它似乎很有信心,称“很快就会普及的”。

  

  1. 硅太阳能电池

  

  硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。

  

  单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%,规模生产时的效率为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高,大幅度降低其成本很困难,为了节省硅材料,发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。

  

  多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉,而效率高于非晶硅薄膜电池,其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。因此,多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。

  

  非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻,转换效率较高,便于大规模生产,有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应,稳定性不高,直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题,那么,非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。

  

  2. 多元化合物薄膜太阳能电池

  

  多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。

  

  硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,并且也易于大规模生产,但由于镉有剧毒,会对环境造成严重的污染,因此,并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。

  

  砷化镓(GaAs)III-V化合物电池的转换效率可达28%,GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感,适合于制造高效单结电池。但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及。

  

  铜铟硒薄膜电池(简称CIS)适合光电转换,不存在光致衰退问题,转换效率和多晶硅一样。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点,将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源,由于铟和硒都是比较稀有的元素,因此,这类电池的发展又必然受到限制。

  

  3. 聚合物多层修饰电极型太阳能电池

  

  以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好,制作容易,材料来源广泛,成本底等优势,从而对大规模利用太阳能,提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始,不论是使用寿命,还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品,还有待于进一步研究探索。

  

  4. 纳米晶太阳能电池

  

  纳米TiO2晶体化学能太阳能电池是新近发展的,优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10%以上,制作成本仅为硅太阳电池的1/5~1/10.寿命能达到2O年以上。

  

  但由于此类电池的研究和开发刚刚起步,估计不久的将来会逐步走上市场。

  

  5. 有机太阳能电池

  

  有机太阳能电池,顾名思义,就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。大家对有机太阳能电池不熟悉,这是情理中的事。如今量产的太阳能电池里,95%以上是硅基的,而剩下的不到5%也是由其它无机材料制成的。


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