。 标准平板电池的问题在于,不论它是用有机还是无机材料制成的,部分阳光会通过反射损失掉。为了减少这个损失,电池制造商将电池涂上了抗反射涂层,或者蚀刻电池的表面以增加光子吸收。 美国维克森林大学的
石英玻璃传输到反应腔中,而反应腔则采用内反射结构,这样便能保证对光子的吸收效率。“设备的尺寸能够保证产生多次内反射,能充分吸收太阳能,吸收比超过了0.94,几乎快要达到理想的黑体吸收效率的极限
。”
太阳能被吸收之后,光子被转化为热能,温度在一分钟之内可由140摄氏度上升到1250摄氏度,并最终在1400-1600摄氏度的范围内稳定下来,这样的温度等级足以让需要分解的物质在催化剂的作用下发
云南等地区,太阳能发电资源尤为丰富。光伏发电是利用太阳光的光生伏特效应(Photovoltaiceffect),由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量。太阳能光伏发电的关键装置是太阳能电池,现在
%,98%都是有机聚合物,代替太阳能电池中最昂贵的硅材料,可以大幅度降低太阳能电池的成本,从而可大幅度降低太阳能光伏发电的成本。 光伏发电成本降低的另一个措施是减少太阳能电池中光能反射损失和光
证明了这个方面的有效性,这个方法被称为“光子增强型热离子辐射”(简称为PETE),将能够减少太阳能产品的成本,低到足够和石油能源进行竞争。
大多数的太阳能电池板利用半导体材料硅将光能转化为电能。但是
这些电池只利用了阳光光谱的一部分,其他的仅仅是产生了热。未被利用的阳光和电池本身的低效率产生的热量,导致一半以上的抵达到电池的原始太阳能损失掉了。
假若这些浪费掉的热能能用某种方式采集到,太阳能电池
团队,正在就光子流向纤维中心过程中实现最低的能量损失开展工作,并且每个光子产生超过1个激子。目前,碳纳米管会损失13%其吸收的能量,但是该团队的目的是通过使用这种天线使得能量损失仅有1
加州斯坦福大学的工程师们开发了一种能够同时使用太阳辐射的光和热,使现有太阳能电池技术的功效增加一倍的新工艺。
这种被称为“光子增强的热电子发射”(PETE)的技术在降低太阳能生产成本方面极具潜力
。
一个由铯涂层镓氮化物制造的小型PETE设备,在超高真空室内测试时发光了。图片由Nick Melosh提供
大多数光伏电池使用的半导体材料,例如硅,都是把光子的光转换为电力。然而,只有光谱的
——世界第四大光伏电池制造商,9月份损失了14亿美元,其中包括8月份削减了500个工作职位的支出。另一个表现突出的供应商——德国太阳能电池和模块制造商Conergy公司,截至9月30日,在前九个月一共
损失了115.6百万美元。价格战甚至加剧了与中国之间的贸易冲突,大概有一半的太阳能制造企业都来自于中国(根据iSuppli的数据,前十位太阳能电池板制造商中,有4个是中国企业,包括排名第二的尚德)。9
对于欧洲未来经济的增长,光子学技术所发挥的重要作用不可低估。事实上,2007年欧洲光电子产品的产量已经超过美国,预计2008年仍会超过美国。然而面对当前全球经济衰退的大环境,未来欧洲光电市场的前景
全球化的经济衰退无疑会影响整个行业的发展。受经济衰退影响较大的行业,如汽车制造业,将面临严峻的生存挑战;而其他一些行业,如光伏行业,则有可能渡过难关并快速迎来市场反弹。在欧洲,光子制造业是一个高增长的行业
),以增加入射光的面积。
另外硅表面非常光亮,会反射掉大量的太阳光,不能被电池利用。为此,科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜(如图),将反射损失减小到5%甚至更小。一个电池所能提供的电流
晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。
当光线照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差
储热水箱合二为一,再用水管边接起来,就制作了一个最简单的闷晒式热水器,集热器的吸收涂层多为简单的涂料型涂层。由于受到集热效率低、热损失快等缺点的影响,它被逐步淘汰了。第二代产品是平板式集热器。在解决了在
出金属原子和原子团,并在内管外表面沉积成有光谱选择性吸收膜层。经过阳光的照射,光子撞击真空管涂层,即可将太阳能转化成为热能。储热水箱是储存热水的容器。在它的内胆和外胆中间有一层保温材料。美国霍尼维尔提供