日前,美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的一個(gè)研究小組聲稱,新開(kāi)發(fā)的雙面鈣鈦礦太陽(yáng)電池實(shí)現(xiàn)了91%-93%的雙面性。
該實(shí)驗(yàn)研究稱,雙面鈣鈦礦電池有可能比單面鈣鈦礦電池多生產(chǎn)20%的電量。
研究人員設(shè)計(jì)出一種厚度經(jīng)過(guò)改良的雙面鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,在雙面光照下實(shí)現(xiàn)了非常接近的效率。他們利用光學(xué)和電學(xué)模擬確定了電池所需的厚度。
為了吸收太陽(yáng)光譜某些部分的大部分光子,雙面太陽(yáng)電池正面的鈣鈦礦層必須足夠厚,但又不能太厚以免阻擋光子。研究小組還確定了背面電極的理想厚度,從而盡量減少電阻損耗。
根據(jù)模擬值指導(dǎo),研究小組設(shè)計(jì)出精確厚度為850納米的雙面電池。
研究人員將電池置于兩個(gè)太陽(yáng)能模擬器之間,用于評(píng)估通過(guò)雙面照明獲得的效率。直射光瞄準(zhǔn)正面,背面則接收反射光。隨著反射光與正面照明光比例的增加,鈣鈦礦電池的效率也隨之提升。
這項(xiàng)題為"高效雙面單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)電池"的研究發(fā)表在《焦耳》雜志上。
NREL表示,雙面鈣鈦礦電池的目標(biāo)是使正面效率與單面效率持平,多種商業(yè)電池的單面效率已公布,例如Oxford PV的28.6%,而背面效率則非常接近這些水平。在測(cè)試電池中,正面轉(zhuǎn)換效率為23%,背面轉(zhuǎn)換效率為正面效率的91-93%。
NREL化學(xué)與納米科學(xué)中心資深科學(xué)家Kai Zhu表示:"這種鈣鈦礦電池的任何一面都可以非常有效地運(yùn)行。"
他補(bǔ)充表示,雖然生產(chǎn)成本比單面電池高,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,雙面鈣鈦礦發(fā)電量可比單面電池高出10-20%,證明雙面鈣鈦礦更經(jīng)濟(jì)。
NREL的研究由美國(guó)能源部太陽(yáng)能技術(shù)辦公室資助,目前尚處于假設(shè)階段。
目前,單面鈣鈦礦電池尚未大規(guī)模生產(chǎn),更不用說(shuō)雙面電池了。本月早些時(shí)候,外媒出版了一篇關(guān)于美國(guó)鈣鈦礦商業(yè)化潛力的專題報(bào)道,采訪了太陽(yáng)能硅片專業(yè)公司CubicPV,該公司為鈣鈦礦試生產(chǎn)提供了1億美元資金。
在上述文章中,CubicPV表示,鈣鈦礦可能會(huì)從屋頂和小規(guī)模項(xiàng)目開(kāi)始進(jìn)入太陽(yáng)能光伏市場(chǎng)。在這些項(xiàng)目中,高效率比安裝成本更為關(guān)鍵,而這首先需要單面技術(shù)的創(chuàng)新。目前,這正是那些希望將這項(xiàng)技術(shù)推向市場(chǎng)的人所關(guān)心的主要問(wèn)題。
原標(biāo)題:93%雙面性鈣鈦礦太陽(yáng)電池!