厉害了:通过植物光合作用可提高光伏电池能源转换率

来源:36Kr发布时间:2016-12-20 09:36:39

索比光伏网讯:光伏电池是未来清洁能源的一个选择,但是能源转换率低下是一直困扰我们的问题,那么我们如何去解决呢?加州大学河滨分校的研究团队发现植物的光合作用中的奥秘也许是解决这个问题的关键所在。

加州大学河滨分校的助理教授将光合作用和物理学进行结合,得出的结果证明,可以使太阳能电池效率更高。研究结果最近发表在“NanoLetter”杂志上。

NathanGabor曾专注于研究凝聚态物理学,很快就对光合作用产生了浓厚的兴趣。在过去的六年里,他开始重新思考太阳能的转换问题:我们能不能把太阳能电池的材料换成可以更有效吸收太阳辐射的材料呢?Gabor说:“植物们通过不断进化已经可以达到这个目标,但是目前可用的太阳能电池最高只有20%的转换效率,而且不能控制太阳能的突然变化。”这极大地浪费了太阳的能量而且妨碍了太阳能电池作为能源的普及。

Gabor和其他教授设计了一款新型的“量子热发电光伏电池”,解决了能量转换的问题,这款光电池可以控制太阳能电池中的能量流动。这个设计结合了热发电机和光伏电池,可以吸收太阳辐射的光子,并将其转换为电能。

令人惊讶的是,研究人员发现这款电池可以在不需要主动反馈或自适应控制机制的情况下对太阳能进行调节转换,目前用于屋顶和太阳能农场的常规光伏技术当中,太阳能功率的变动必须要依靠变压器和反馈控制器进行控制,但是这大大降低了太阳能发电的整体效率。

研究团队的目标是设计一款最简单的光伏电池,可以将太阳辐射中的能量与平均功率要求进行匹配,并可以对能量波动进行控制,以避免多余能量累积。

研究人员对比了两款最简单的量子力学光伏电池系统:其中光伏电池仅仅吸收单一颜色的光,而另外一种电池吸收两种颜色的光。他们发现,通过简单地将光子吸收通道变为两个,光伏电池就自然而然的可以对能量流进行调节了。

基本工作原理是一个通道吸收平均功率高的波长,另一个吸收平均功率低的波长。这样,光伏电池就可以在高功率和低功率之间进行切换,从而将不同功率的太阳能转换为稳定的能量输出。

当Gabor和他的团队将这些简单的模型应用在测量地球表面的太阳光谱的时候,他们发现,绿色光的吸收率,即最能吸收每单位波长的部分对调整能量没有作用,因此应该被排除出去。他们从系统上对光电池参数进行优化,从而减少太阳能的波动,而且他们发现,吸收的光谱与绿色植物光合作用中观察到的光谱几乎一样。

研究人员表明,量子热发电光伏电池对能量的调节能力可能是解开植物光合作用的关键,同时这也可以解释绿色植物在地球上的优势。

其他研究人员最近发现植物中包括叶绿素A、叶绿素B在内的几种分子结构,对于防止植物体内能量过多积累起着至关重要的作用,如果没有这些分子的存在,过多的能量积累可能会杀死它们。河滨分校的研究人员发现,他们研究的光伏电池的分子结构与光合作用中叶绿素的分子结构十分类似。

Gabor团队提出的假设首先将量子力学和绿色植物结合了起来,同时为检验自然调节的研究人员提供了一套明确的研究方案。更重要的是,他们的设计允许对无能量输入进行检测,这个程序使得光伏电池的量子结构从制造角度来讲变为可能。

原标题:清洁能源新进展:可以通过植物的光合作用,提高光伏电池的能源转换率

责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
解除扣押!美国海关放行一企业光伏电池来源:索比光伏网 发布时间:2026-11-02 08:59:21

日本光伏企业Toyo公司披露,美国海关与边境保护局(CBP)在完成对埃塞俄比亚工厂所产太阳能电池的多晶硅及硅片溯源核查后,已放行相关货物。此前两批共计0.094MW、货值1.377万美元的电池曾于5月底被扣留,疑涉强迫劳动风险,但Toyo尚未确认本次放行是否对应该批次。与此同时,美国商务部已于7月17日就埃塞俄比亚光伏产品启动全国性规避调查,重点审查其是否使用中国零部件组装,初裁预计12月中旬公布。Toyo否认指控,强调其埃塞俄比亚产电池原料来自美国和马来西亚,并正推进C-TPAT认证以强化合规。该公司在埃塞俄比亚规划4GW TOPCon电池产能,在美国得州布局2GW组件及1.5GW HJT电池产线。当前,美国对海外光伏产地的供应链审查与贸易壁垒日趋常态化。

从规模到高质量,光伏电池装备如何突围?来源:索比光伏网 发布时间:2026-11-02 08:57:52

本文介绍了将于2026年11月13日在长沙举办的“光伏电池及制造装备创新生态发展研讨会”的相关安排。会议由国家光伏装备工程技术研究中心主办、中国光伏行业协会支持,旨在响应我国光伏行业从规模扩张转向高质量发展的新阶段需求。当前,国产电池片装备持续升级,推动晶硅电池效率不断提升,但少银化、无银化及提质增效等技术挑战也对装备企业提出更高要求。研讨会将聚焦电池技术趋势、装备与供应链协同创新、产业破局路径等核心议题,汇聚主管部门、企业、科研院所及金融机构代表,促进产学研用深度融合。会议规模预计150—200人,实行提前报名制,强调务实组织与高效交流,以支撑光伏产业技术升级与可持续发展。(198字)

RENA与Growel拟在印度生产光伏电池设备,2027年启动运营来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-29 08:52:26

德国RENA Technologies公司与印度Grauer & Weil(Growel)公司签署谅解备忘录,拟在印度合资设立企业,专注于太阳能电池湿法化学处理设备的本地化研发、制造、组装、销售及售后服务,预计2027年初投入运营。该合作旨在降低印度对德、中进口光伏湿法设备的依赖,提升本土制造能力与响应效率。RENA提供核心专有技术,Growel则贡献其在印度工业表面处理领域的市场经验与渠道资源。湿法工艺是TOPCon、HJT及背接触等先进电池生产的关键前置环节,涉及硅片清洗、损伤层去除及减反射绒面制备。随着RENA近期斩获印度多家企业大额订单(如CELLORAA 1.2GW、EMMVEE 6GW TOPCon设备),并助力后者实现25.4%电池效率,该合资项目有望进一步强化印度光伏制造商的技术水平与产业竞争力。(199字)

上智大学等开发出无铅钙钛矿太阳能电池新技术,同时提高耐久性与转换效率来源:日本经济新闻 发布时间:2026-10-27 10:52:11

上智大学等研究团队开发出一种新型无铅钙钛矿太阳能电池技术,以锡替代有毒的铅作为核心元素,旨在兼顾环境安全性与器件性能。针对锡易氧化导致结构退化、进而影响效率与稳定性的关键难题,团队设计了 Ruddlesden–Popper 型层状结构:由锡-碘无机导电层与有机分子层交替堆叠构成,并引入2-氨基苯并噻唑作为分子钝化添加剂。该结构既通过有机层阻隔水氧提升耐久性,又借助添加剂抑制锡氧化、降低界面电阻,使电池在100天后仍保持约85%的初始效率。尽管当前转换效率尚低于含铅同类器件,但该成果为安全、稳定、可实用化的钙钛矿光伏技术提供了新路径,后续工作将聚焦于效率提升与大面积制备。(199字)

HoloSolis 5GW 光伏电池组件工厂入选欧盟创新基金项目来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-23 09:07:10

欧盟委员会宣布,从欧洲经济区23国遴选77个净零技术项目,通过创新基金提供总计34亿欧元资助。其中,HoloSolis公司拟在法国昂巴克建设的5GW TOPCon光伏电池与组件一体化工厂(项目名SOLAR4EU)成功入选,将获资金支持。该工厂采用高度自动化产线,生产n型TOPCon组件,预计创造超2000个就业岗位,旨在强化欧洲本土光伏价值链、减少对外依赖。HoloSolis由IDEC集团、TSE及EIT InnoEnergy联合支持,并已获天合光能TOPCon专利授权。本轮还涵盖其他清洁制造项目,如比利时ReGAIN的III-V族多结太阳电池箔片中试线、希腊TALOS海岛混合可再生能源储能项目、西班牙PowerCo及波兰LG新能源的电动汽车电池工厂等。截至目前,创新基金累计支持约320个项目,承诺赠款近170亿欧元。

采购湿法设备22台!爱旭滁州基地技改来源:爱旭股份公告 发布时间:2026-10-22 14:30:53

爱旭股份下属子公司滁州爱旭拟向关联方苏州普伊特采购22台光伏电池片湿法生产设备,包括涂布机系统、清洗机、刻蚀机等,合同金额5087万元(含税),用于滁州基地高效电池产能技改。此次改造旨在将部分现有TOPCon电池产线升级为ABC电池产线,应用公司自主研发的ABC技术,以提升转换效率与产品竞争力。苏州普伊特为爱旭长期合作的定制化设备供应商,其实际控制人与爱旭一致,具备ABC技术相关核心设备的研发与交付经验,此前已成功完成济南基地等项目设备供应。本次采购系对前期同类设备的续订,亦出于技术保密及供应链协同考虑。(199字)

美国国际贸易委员会作出晶体硅光伏电池双反产业损害终裁来源:中国贸易救济信息网 发布时间:2026-10-16 08:44:21

2026年10月14日,美国国际贸易委员会(ITC)就进口自印度、印度尼西亚和老挝的晶体硅光伏电池(无论是否组装入模块)作出反倾销与反补贴产业损害肯定性终裁,认定相关进口产品对美国国内产业造成了实质性损害。该裁决基于此前一系列调查进程:美国商务部于2025年8月7日发起双反调查;2026年2月24日和4月23日分别发布反补贴和反倾销初裁;同年9月11日作出双反终裁。依据ITC的终裁结果,美国商务部将正式颁布针对上述三国涉案产品的反倾销税令和反补贴税令,标志着该案进入征税实施阶段。

“蓝片”不列入本土制造!印度发布新版ALMM电池命名标准草案来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-13 09:00:16

印度新能源与可再生能源部(MNRE)发布ALMM List-II光伏电池命名标准修订草案,拟推行统一的14位字母数字编码体系。该编码涵盖原产地(前4位,“D”表本土、“F”表进口)、电池技术(如MP、TC、HJ等,第5–6位)、硅片尺寸(如MA、GA等,第7–8位)及转换效率(第9–11位,省略小数点),末3位预留。草案明确:使用已扩散镀膜的“蓝片”生产的电池不视为印度本土制造,不得用于DCR项目。新规适用于备忘录发布后的新申请,存量型号须在2个月内完成更名。同时,组件BIS注册需新增4位MMCC国家代码,区分组件与电池制造国。意见反馈截止2026年10月12日。(199字)

1-8月美国进口光伏电池12.6GW,非洲产地崛起来源:光伏情报处 发布时间:2026-10-12 06:12:11

2026年1—8月,美国累计进口光伏电池片12.57GW,同比减少22%,反映进口需求明显收缩,主因包括贸易政策收紧、本土组件产能扩张及库存调整。进口量呈现先抑后扬再小幅回落的波动趋势:前4个月低位震荡,5—7月显著回升,8月环比回落但仍处高位。产地结构发生显著变化:传统东南亚供应(如印尼、泰国)大幅萎缩,非洲国家快速崛起,埃塞俄比亚(1368MW)、肯尼亚(1309MW)跻身前五进口来源国。同期,美国密集出台多项贸易限制措施,包括启动对埃塞俄比亚出口的规避调查、依据“232条款”对所有含多晶硅光伏产品加征15%关税,并对印度、印尼、老挝产电池片裁定高额反倾销与反补贴税。整体凸显美国光伏供应链加速向非洲等新兴地区转移及多元化布局态势。

7GW!印度最大光伏电池工厂投产来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-09 09:13:15

印度光伏制造商Premier Energies正式投产其位于安得拉邦奈杜佩塔的7GW N型TOPCon光伏电池工厂,总投资329.3亿印度卢比,占地101英亩。该厂采用数字化、人工智能及预测性分析等先进制造技术,并配备液体零排放系统以提升资源效率。投产后,公司光伏电池总产能达10.6GW,成为印度最大光伏电池制造商。新厂主产G12R规格TOPCon电池,目标平均转换效率约25.8%,并预留升级空间以兼容TOPCon+等下一代技术。依托此次扩产,公司已获1500亿印度卢比在手订单(全部来自印度本土),同时正推进硅锭、硅片、铝边框及储能系统等上下游产能建设,致力于打造具备全球竞争力的一体化光伏制造平台,助力印度清洁能源转型。(199字)

目标GW级生产,Indosol与ANU联合研发抗衰减TOPCon光伏电池来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-08 09:31:29

印度光伏企业Indosol Solar与澳大利亚国立大学(ANU)签署合作协议,联合推进抗衰减型TOPCon太阳能电池的研发与产业化。该合作由澳方“印澳技术商业化挑战试点项目”资助,旨在将ANU在高效硅基电池领域的科研成果,与其在印度安得拉邦的一体化制造产线相结合。双方重点优化TOPCon电池结构与工艺,提升光电转换效率,并增强对光诱导衰减(LID)和紫外诱导衰减(UVID)的抵抗能力,从而提高发电量、降低度电成本(LCOE)。ANU团队负责技术设计与工艺指导,Indosol负责产线验证与规模化适配,双方还将开展人员互访与知识共享。项目目标是实现TOPCon技术在印度市场的GW级量产,支撑Indosol构建全链条光伏制造生态,并助力其9GW扩产规划。此外,ANU正同步开展更高效率(>28%)的TOPCon背接触(TBC)电池中试研究。