傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)電池通常無(wú)法利用全部的太陽(yáng)光子。為了解決這些問(wèn)題，近日美國(guó)麻省理工學(xué)院研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型的太陽(yáng)熱光伏發(fā)電系統(tǒng)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》。
該系統(tǒng)在太陽(yáng)電池外面安裝了一個(gè)由碳納米管和光子晶體等組成兩層的吸收—釋放裝置。該裝置外層的受光面是一排多壁碳納米管，它能有效吸收太陽(yáng)光并將其轉(zhuǎn)化為熱，加熱緊緊依附在其上的光子晶體，使光子晶體會(huì)“發(fā)出”最高密度幾乎與太陽(yáng)電池帶隙相吻合的光，確保被吸收器收集的大部分能量轉(zhuǎn)化為電。
該發(fā)電系統(tǒng)充分利用光伏系統(tǒng)和光熱系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)化效率為3.2%，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的熱光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率。
雖然當(dāng)前全球光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵性技術(shù)日漸成熟，但成本高、效率低等特點(diǎn)嚴(yán)重制約其廣泛發(fā)展與應(yīng)用。因此如何提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率，從而降低開(kāi)發(fā)成本，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外光伏專家研究的熱點(diǎn)。
與光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體效率相關(guān)的有兩個(gè)主要要素，一是太陽(yáng)能電池板本身的轉(zhuǎn)換(發(fā)電)效率，另一個(gè)方面是如何使太陽(yáng)能電池板所發(fā)電力損失最小地并入系統(tǒng)電網(wǎng)。后者取決于太陽(yáng)能電池板的發(fā)電量與在系統(tǒng)電網(wǎng)接入點(diǎn)位置輸出的電量之差。
麻省理工學(xué)院研究人員表示，通過(guò)深入研究該新型系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率可突破20%。為了實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，新型太陽(yáng)熱光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究還需克服高聚焦太陽(yáng)光和小面積芯片等苛刻的測(cè)試條件。
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