前沿科技之超高效率太陽能電池新技術(shù)

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近日宣布，來自美國、比利時和韓國的科學(xué)家正在研究一種全新的方法，用于收集太陽能并將其轉(zhuǎn)換為直流電能，這也使得設(shè)計、制造一種新型太陽能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換效率，并且與現(xiàn)有的太陽能電池相比，成本也被大幅度降低。
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) [0 ]$ v: t( P) [3 Q; WScitech Solar 此技術(shù)具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，可持續(xù)發(fā)展能力、適應(yīng)能力都比較強(qiáng)，并且不對環(huán)境造成污染。這也使得制造商可以在某種材料出現(xiàn)短缺時，很快地以最經(jīng)濟(jì)的方式采用新型材料。 此技術(shù)基于一種獨(dú)特的“光整流”過程，通過一個構(gòu)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。

這種大幅吸收太陽光譜的方式與傳統(tǒng)太陽能電池相比有效地提高了轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(lǐng)域，并且效率高達(dá)90%。 由于此裝置由金屬電線制成，半導(dǎo)體能帶的局限性將不再是限制效率的因素。
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6 Q* z) J0 r( E) N3 ^# M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(tǒng)半導(dǎo)體電池來講，當(dāng)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(jī)模擬，科學(xué)家進(jìn)行了非幾何對稱的金屬-真空-金屬隧道結(jié)的量子計算，用以模擬單一元件硅整流二極管天線裝置。

( R& d: d) h4 d. S- X在模擬過程中，該隧道結(jié)被光照射，以模擬太陽光譜。計算機(jī)模擬的結(jié)果與該裝置運(yùn)行的實際整流結(jié)果一致，而且結(jié)果也證明了對于太陽光在可見光區(qū)域整流的可行性，并會有直流電流產(chǎn)生。科學(xué)家們實現(xiàn)了比現(xiàn)有太陽能電池更高的效率，甚至最高可達(dá)50%。 科學(xué)家們正在建造裝置原型，包括更加耐用的天線結(jié)構(gòu)，以及提高輸出及效率。