美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的一個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)了一種新型結(jié)電池，它包含六個(gè)結(jié)，并從太陽(yáng)光譜的特定部分捕獲光。

該設(shè)備基于六個(gè)可捕獲陽(yáng)光的光敏活性層，據(jù)稱(chēng)其潛在轉(zhuǎn)換效率為 50%，而目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為 35%。

研究結(jié)果表明，當(dāng)與光學(xué)聚集相結(jié)合時(shí)，增加用于聚集光的結(jié)電池將 47.1% 的入射光轉(zhuǎn)化為電能。這種轉(zhuǎn)換最終可以在太陽(yáng)能電池中達(dá)到 50% 的效率。

新的 NREL 設(shè)備采用多結(jié)光伏技術(shù)，克服了傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池的效率限制。其 140 層各種 III-IV 合金，其中包括六個(gè)不同的光敏層，這預(yù)示著所有此類(lèi)應(yīng)用將很快涉及這些新型六結(jié)太陽(yáng)能電池的使用。

電池的六個(gè)結(jié)（光敏層）中的每一個(gè)都從太陽(yáng)光譜的特定部分捕獲光 [來(lái)源?自然]

儀器的特殊鏡頭蓋可以有目的地聚焦 143 倍強(qiáng)度的陽(yáng)光。

據(jù) John Geisz 稱(chēng)，盡管采用了這種技術(shù)，但該設(shè)備仍具有令人印象深刻的轉(zhuǎn)換。參與開(kāi)發(fā)該設(shè)備的 Geisz 以及描述該機(jī)制本身的研究的作者，也出現(xiàn)在?Nature Energy 中。

使用這項(xiàng)技術(shù)獲得了 39.2% 的高轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)研究人員還強(qiáng)調(diào)了為面板電池配備鏡子以將陽(yáng)光精確聚焦在表面上以獲得更高效率的可能性。

NREL 科學(xué)家 John Geisz（左）和 Ryan France

研究人員對(duì)能夠很快克服目前商業(yè)化的障礙表示強(qiáng)烈的信心，例如細(xì)胞內(nèi)的電阻屏障，這會(huì)阻止高比例的電流流動(dòng)，以及生產(chǎn)設(shè)備所需的材料成本高。

解決方案可能在于減少實(shí)際照明區(qū)域，例如，將光線集中在特定點(diǎn)上。不幸的是，地球的光通量可能有助于減輕障礙物，但不如那些靠近太陽(yáng)的行星強(qiáng)。

此外，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的四結(jié)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率通過(guò)新的六結(jié)品種顯著提高，并且這種結(jié)構(gòu)內(nèi)串聯(lián)電阻的顯著降低預(yù)示著超過(guò) 50% 的有用水平。光的使用和利用的重要性決定了它應(yīng)該在最佳條件和最高水平下發(fā)生的必要性。

太陽(yáng)能系統(tǒng)的生產(chǎn)高度依賴(lài)云覆蓋。天氣預(yù)報(bào)可用于預(yù)測(cè)將到達(dá)地面太陽(yáng)能收集器的陽(yáng)光量。

這增加了旨在準(zhǔn)確和精確預(yù)測(cè)云現(xiàn)象的地球靜止衛(wèi)星的數(shù)量。這些估計(jì)將通過(guò)確定云的高度、厚度和光學(xué)深度來(lái)影響到達(dá)地球表面的陽(yáng)光量。水呈現(xiàn)出多種液體形式或各種大小的冰晶。吸收通過(guò)影響其視覺(jué)強(qiáng)度來(lái)修改云。?

這些測(cè)試是通過(guò)制造、表征和分析具有效率為 35.8% 的 IMM 6J 聚光器的太陽(yáng)能電池進(jìn)行的。如前所述，限制涉及由 Zn 擴(kuò)散引起的高內(nèi)阻勢(shì)壘。工作溫度也影響了障礙物的高電阻。這些設(shè)備采用電解鍍金觸點(diǎn)和低粘度環(huán)氧樹(shù)脂-硅膠手柄制成。

太陽(yáng)能

隨著太陽(yáng)能發(fā)電量的增加，太陽(yáng)能將成為未來(lái)幾十年電力供應(yīng)的來(lái)源。任何設(shè)備都可以更好地工作，使用更高效的太陽(yáng)能電池，在相同的空間下，將保證更多的功率，反之亦然，在相同的功率下，會(huì)更小。無(wú)論如何，新的太陽(yáng)能電池可以從中提取更多的能量。

最近，在世界許多地方，無(wú)污染的天空有助于提高光伏電站的生產(chǎn)力。在英國(guó)，4 月 20 日，太陽(yáng)能發(fā)電量達(dá)到 9.7 吉瓦的峰值，占該國(guó)電力供應(yīng)的近 30%。在德國(guó)，4 月整周太陽(yáng)能的份額達(dá)到 23%，而 2019 年平均約為八 (8)%。雖然是暫時(shí)的，但這些數(shù)字令人印象深刻。太陽(yáng)能現(xiàn)在已準(zhǔn)備好迎接新的挑戰(zhàn)。進(jìn)一步的研究和技術(shù)將確保世界由更清潔的電力驅(qū)動(dòng)。

審核編輯 黃昊宇