前沿科技之超高效率太陽能電池新技術

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近日宣布，來自美國、比利時和韓國的科學家正在研究一種全新的方法，用于收集太陽能并將其轉換為直流電能，這也使得設計、制造一種新型太陽能轉換器成為可 能。Scitech Solar表明，這項突破性的科技將大大提高能量的轉換效率，并且與現有的太陽能電池相比，成本也被大幅度降低。




Scitech Solar 此技術具有較強的可擴展性，可持續發展能力、適應能力都比較強，并且不對環境造成污染。這也使得制造商可以在某種材料出現短缺時，很快地以最經濟的方式采用新型材料。 此技術基于一種獨特的“光整流”過程，通過一個構造簡易，成本低廉的單一元件從太陽能的紅外至可見光譜中吸取能量。

' f  j& T' a5 p' P! C! f這種大幅吸收太陽光譜的方式與傳統太陽能電池相比有效地提高了轉換效率。這個單一元件電池具有吸收太陽能的天線和將太陽能吸收、轉換為電能的整流器的雙重身份。此裝置被稱為“硅整流二極管天線”，其已被用于微波輸電領域，并且效率高達90%。 由于此裝置由金屬電線制成，半導體能帶的局限性將不再是限制效率的因素。

6 N" Z! T( @# X# t& w8 }6 `此外，這個單一元件電池可以在高溫下正常工作。而對于傳統半導體電池來講，當溫度高于200華氏度時，電池的性能將受到很大影響。 通過大量的計算機模擬，科學家進行了非幾何對稱的金屬-真空-金屬隧道結的量子計算，用以模擬單一元件硅整流二極管天線裝置。
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在模擬過程中，該隧道結被光照射，以模擬太陽光譜。計算機模擬的結果與該裝置運行的實際整流結果一致，而且結果也證明了對于太陽光在可見光區域整流的可行性，并會有直流電流產生。科學家們實現了比現有太陽能電池更高的效率，甚至最高可達50%。 科學家們正在建造裝置原型，包括更加耐用的天線結構，以及提高輸出及效率。