可吸收太陽光全部波長,最有效率的太陽能電池可望出爐

發佈日期: 2017 年 07 月 20 日 9:13 | 作者: | 分類: 產業資訊

 

地球每天從太陽獲得的能量,數量級達到10 的12 次方瓦,比全地球人類用電量多1 萬倍,太陽能將會是解決人類能源不足的一大關鍵,可是太陽能電池一直以來都有轉換效率不夠高的問題,目前業界使用的太陽能電池轉換效率大約是15%~20%,因此科學家正在研發效率更高的太陽能電池。

近期喬治華盛頓大學的科學家設計了一種新的太陽能電池原型,他們將電池多層次堆疊成單一裝置,經測量發現將陽光物轉換成電能的效率高達44.5%,如果成品設計得宜,將成為世界上效率最高的太陽能電池。

太陽能板其實是由許多太陽能電池所組成,最常見的太陽能電池是「矽」做成的,之中分成兩層,n 型矽層擁有多餘的電子,p 型矽層則缺少電子,稱作擁有「電洞」,這可以導致電流流動。當太陽光照射到太陽能電池時,可以將太陽光束看做一顆顆「光子」,能量夠大的光子會撞掉一個電子,電子就會開始流動,此時就可以開始收集這些移動的電子。

這次華盛頓大學所設計的太陽能板跟以往在屋頂上看到的不同,他們使用了聚光型太陽能電池(concentrator photovoltaic[CPV]panels),也就是使用透鏡將光聚集到狹小面積上來提高發電效率,因此能夠提升面積運用效率。

但此次設計最特別的是使用了多層次堆疊,每一層太陽能電池使用不同的材料,達到可以吸收不同範圍波長的效果。

華盛頓大學應用科學部的負責人Matthew Lumb 表示,「到達地球的太陽光中波長大部分落於波長250 奈米至2,500 奈米,而一般傳統的太陽能電池無法捕捉這整個範圍的能量。」

(Source:By transferred by Penubag (talk ·contribs) on 05:04,
15 May 2008 [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons

 

目前此次設計的太陽能電池成本還非常昂貴,但研究人員表示他們覺得探索太陽能電池效率的極限是再生能源重要的一步,他們也有信心隨著製程的精進,未來可以達到商用化。

(合作媒體:科技新報。圖片出處:wikipedia)
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