六结III-V太阳能电池:功率转化效率接近50%
2021-11-30李忠东
上海节能 2021年2期
关键词:效率
据美国“清洁技术新闻和评论网站”报道,美国国家可再生能源实验室(NREL)日前研制出迄今为止世界上最高效的六结III-V型太阳能电池,最高功率转换效率达到惊人的47.1%,超过了33%的理论极限值,非常接近50%的范围。该项研究成果论文通讯作者、研究团队成员、NREL高效晶体光电池小组的首席科学家约翰·盖斯表示:“太阳能电池在提高转换效率的道路上不断向前迈进,正确的材料组合可提高太阳能转换为电能的能力,六结III-V太阳能电池展示了多结太阳能电池的巨大潜力”。
NREL最新研制出的III-V型六结结构的太阳能电池,每个结点都经过专门设计,由六种不同类型的光敏层组成,可以捕获来自太阳光谱中特定部分的光。通过现代工程和纳米技术,该装置总共包含约140层不同III-V材料层,以支持这些连接点的性能,但其宽度却仅仅是人们头发丝的三分之一。
为了检测六结III-V型太阳能电池的性能,NREL研究团队在聚集的光线下进行了测试,其强度是自然太阳光强度的143倍。结果表明,功率转换效率达到了创纪录的47.1%。尽管测试是在聚集的光线下进行的,实际使用中转换效率可能有所下降,但研究团队表示,可采用反射镜构建的设备将太阳光聚焦到电池上。与此同时,研究人员还在正常的太阳光照下进行了测试,转换效率仍达39.2%。“将太阳能电池效率的潜力超过50%在实际上是非常可能实现的”,研究团队成员、NREL高效率晶体光伏组的首席科学家莱恩·弗兰斯指出,但“由于热力学的基本限制,物体总在与外界交换能量,所以转换效率无法达到100%”。……
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