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【新思路】提升光伏轉換效率的“神圣衣”

時間:2015-08-26?? 作者:三維鋼構 點擊:


  近幾年,雖然太陽能發電產業在全球一直處于上升發展趨勢,但是如何在成本不劇增的前提下,繼續太陽能發電板的光轉化率,一直是全球各國發愁的一個問題。目前,市場上銷售的太陽能板,光轉化率大多停留在11%-15%之間,雖然有25%轉化率的高性能太陽能板,但是價格太高,不是普通大眾可以消費的起的。實驗室里還能有更高光轉化率的太陽能板,但是由于成本更高,想實現市場化幾乎是不可能的事。
  關于這個問題,美國的科學家們又出妙招。太陽能發電板的原理是將光子直接轉化為電流。而太陽光里的各光譜,其波長都不盡相同,如果想產生更大的電流,太陽能發電板就需要盡量獲取更多的光譜。因此,他們打算為太陽能發電板量身打造一件“神圣衣”,據說就可以使太陽能板的轉化率提高兩倍。
  現在的太陽能發電板都是以硅元素為主材料制造的,對于波長在600-1000納米這個范圍光譜的轉化率非常好,但是對350-600納米這個范圍藍色光譜部分的轉化就“心有余而力不足”了。因此,美國的科學家們就是要通過這件“神圣衣”來幫助現有的硅材料太陽能板大量收集藍色光譜,從而提高光轉換率。
  要收集更多的光譜,從而提高太陽能板的光轉化率,這遠不是“1+1=2”這么簡單。為了打造這件“神圣衣”,科學家們借來“法寶”——有機染料。在正常環境下,太陽光可以刺激染料分子發出大量位于硅材料太陽能板轉化范圍之內的光譜。但是如何使染料分子協調工作呢?染料分子既需要保持“個性”,也需要“協同作戰”,同時還要滿足量子力學的要求。為了解決這些問題,科學家們將燃料嵌入以蛋白質和脂類為主要成分的水凝膠中,這樣就可以使每個燃料分子都保持其“個性”;然后,再將他們聚合在一起“協同作戰”。很后的鑄成的“神圣衣”,是一張可以鋪在太陽能板上面淺桃色的薄膜。
  據科學家介紹,這是一個非常簡單的化學工藝,制作這張薄膜的材料都是無毒的生物質材料,在理論上是可以食用的。但并不意味著就是要讓你去吃掉它,意思就是這個東西如果不用了,是可以自然降解的,不會對環境造成危害。目前,這個科學家團隊正與康乃狄克州的一家公司進行合作,研究如何早日讓所有的太陽能板都是穿上這件可以“Double小宇宙的神圣衣”。

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