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NREL六结太阳能电池效率创两个世界纪录

能源 2020-04-15 10:33:33

美国国家可再生能源实验室(NREL)的科学家制造了一种效率接近50%的太阳能电池。

六结太阳能电池目前保持着最高的太阳能转换效率世界纪录,为47.1%,这是在集中照明下测得的。同一单元的变化也将单日照下的效率记录设置为39.2%。

NREL高效晶体光伏小组的首席科学家,有关记录设置电池的新论文的主要作者约翰·盖斯说:“这种装置确实展示了多结太阳能电池的巨大潜力。”

论文“六结III-V太阳能电池在143个太阳光下的转换效率为47.1%”发表在《自然能源》杂志上。Geisz的合著者是NREL科学家Ryan France,Kevin Schulte,Myles Steiner,Andrew Norman,Harvey Guthrey,Matthew Young,Tao Song和Thomas Moriarty。

为了构造该器件,NREL研究人员依靠III-V材料(因其在元素周期表中的位置而被称为)具有广泛的光吸收特性。电池的六个结(光敏层)中的每个结点都经过专门设计,可以捕获来自太阳光谱特定部分的光。该设备总共包含约140种各种III-V材料层,以支持这些连接点的性能,但其宽度却比人的头发窄三倍。由于III-V太阳能电池的高效率特性和制造成本,因此最常用于为卫星供电,从而具有III-V太阳能无与伦比的性能。

NREL III-V多结小组的合著者和科学家Ryan France说,在地球上,六结太阳能电池非常适合用于聚光光伏。

他说:“降低成本的一种方法是减少所需的面积,您可以通过使用镜子捕获光线并将光线聚焦到一点来做到这一点。然后,您就可以节省百分之一甚至什至相较于平板硅电池,这种材料的千分之一。通过聚光,您使用的半导体材料要少得多。另一个优点是,随着聚光,效率会提高。”

法国将太阳能电池效率超过50%的潜力描述为“实际上非常可实现的”,但由于热力学施加的基本限制,无法达到100%的效率。

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