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世界上最高效的太阳能电池发出荧光灯

加州劳伦斯伯克利国家实验室的科学家们采取了一种非常规的方法来设计世界上最有效的太阳能电池。 据《谈话要点备忘录》最近报道,他们没有开发一种能吸收尽可能多的光(或光子)的设备,而是制造了一种能发射更多光的太阳能电池。 它们的溶液:荧光。

太阳能电池吸收的太阳光产生的电子必须作为电提取。 如果电子去除不够快,它们就会衰变并释放能量。 如果这种能量是以热的形式释放出来的——通常是这样——太阳能电池产生的能量就会减少。

科学家发现,荧光光是解开效率难题的关键,它由光子组成,但在正常情况下是看不见的。 科学家欧文·米勒(Owen Miller)发现,如果释放的能量作为外部荧光离开太阳能电池,它就会提高其电压。 领导这项研究的伯克利实验室电气工程师伊莱·亚布洛诺维奇(EliYablonovitch)最近在LBNL发表的一篇文章中这样说:“太阳能电池发射光子越好,其电压越高,其产生的效率就越高。”

理论上,最有效的单结太阳能电池-它使用一种单一的材料来收集光-可以将它吸收的大约33.5%的能量转化为电能。 米勒发现,使用一种叫做砷化镓的稀有材料作为半导体有助于在光吸收量和转化为电能量之间找到一个甜蜜点,并且能够达到太阳能效率的极限。

Alta Devices是由Yablonovitch共同创建的一家私营公司,它利用砷化镓制造了荧光太阳能电池,其转换效率达到了创纪录的28.4%。 根据LBNL的数据,这比现在商业使用的太阳能电池效率高5%。

当然,制造这些荧光太阳能电池也面临挑战,即砷化镓比常用的太阳能电池材料硅要昂贵得多。 这也是所有其他非硅太阳能电池板制造商面临的难题。 像使用碲化镉的第一太阳能公司这样的公司能够抵消这种材料的成本,因为太阳能电池板比用硅制造的太阳能电池板更有效。

Yablonovitch对砷化镓也提出了同样的观点,他说砷化镓吸收光子的强度“比硅在一定厚度下强1万倍,但不是1万倍。”

[通过谈话要点备忘录;劳伦斯伯克利国家实验室]

照片:Flickr使用了普拉纳夫。 CC2.0

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