傳統(tǒng)硅基太陽電池通常無法利用全部的太陽光子。為了解決這些問題，近日美國麻省理工學(xué)院研究人員開發(fā)了一種新型的太陽熱光伏發(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)在太陽電池外面安裝了一個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“發(fā)出”最高密度幾乎與太陽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，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)運行的關(guān)鍵性技術(shù)日漸成熟，但成本高、效率低等特點嚴(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，從而降低開發(fā)成本，已經(jīng)成為國內(nèi)外光伏專家研究的熱點。
與光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體效率相關(guān)的有兩個主要要素，一是太陽能電池板本身的轉(zhuǎn)換(發(fā)電)效率，另一個方面是如何使太陽能電池板所發(fā)電力損失最小地并入系統(tǒng)電網(wǎng)。后者取決于太陽能電池板的發(fā)電量與在系統(tǒng)電網(wǎng)接入點位置輸出的電量之差。
麻省理工學(xué)院研究人員表示，通過深入研究該新型系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率可突破20%。為了實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，新型太陽熱光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究還需克服高聚焦太陽光和小面積芯片等苛刻的測試條件。
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