,因此大部分太阳光子不能被吸收。 这一门槛意味着,要让太阳能电池更高效,必须在不同的板层用不同的带隙进行复杂的叠装,让电池不同部分吸收不同的太阳光谱。瓦卢克维说:将某些半导体混合能有效提高太阳能电池
太阳光谱敏感的光电设备。
但研究人员认为,这种结构仍然太复杂,即使各层互相配合亦难以制造。为了简化结构,他们提出了一个高度不匹配的碲锌半导体合金。
研究人员注入氧气作为中介剂,在两个不同的能量带
之中加入第三种能量带。这创建了三个不同的带隙覆盖整个太阳光谱。
但生产这种合金依然复杂而费时。此外,这些太阳能电池大量生产的成本高,Walukiewicz先生说。
寻找适合的物料
制造全光谱
同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体,另一边形成P型半导体,两种半导体的交界面附近的区域为PN结。太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面PN结。 在太阳光照射到PN结上时,PN结吸收光能激发出电子和空穴,在PN结中产生电压,称为光生伏特效应或简称光伏效应。 图4:光伏发电原理
,以吸收不同部分的太阳光谱,这只需改变它们的大小,量子点已经被看作是一种很有前途的方法。
多伦多大学(University of Toronto)的研究小组创造了第一款双层太阳能电池,制备成分为吸光
纳米粒子,称为量子点(quantumdots)。量子点可进行调节,以吸收不同部分的太阳光谱,这只需改变它们的大小,量子点已经被看作是一种很有前途的方法,可以制备低成本太阳能电池,因为这些粒子可以喷涂
光伏电池和任何热源联姻以加热一种名为热发射器的材料,随后,热发射器会朝光伏电池的二极管发射光和热以产生电力。这种热发射器发射的红外线比太阳光谱中的还要多。10年前问世的低能带隙光伏材料能比标准硅基光伏电池
吸收更多红外线辐射。但是,热量浪费一直很严重,使得这些设备的能效比较低。
领导该研究的美国麻省理工学院军用纳米技术研究所(ISN)的工程师伊恩塞兰诺维茨表示,解决办法是设计出一种新热发射器,其仅仅发射
和工程教授杨阳(音译)领导的研究小组发表文章,介绍了他们如何将金纳米粒子层植入一个串联的高分子太阳能电池的两个光吸收区中,形成了特殊三明治结构的电池,从而收获到更宽太阳光谱的光能。
研究人员发现
日本的同行通过将金纳米粒子用于有机光电太阳能电池,助其增强了光吸收的能力,极大地提高了电池的光电转化率。
在新近出版的美国化学学会《纳米》杂志上,加州大学洛杉矶分校亨利萨缪里工程和应用科学学院材料学
%,可与传统太阳能电池相媲美。
传统太阳能电池制造太复杂
现有的太阳能电池一般由超纯净的单晶硅圆制成,同时要求这种非常昂贵的材料的厚度约为100微米,以尽可能多地吸收太阳光,这就使制造硅基平板
充当正极。当它们吸收太阳中的光子后,用光子的能量来制造电子空穴对,随后,这些电子空穴对会在PN结(正负极之间的接口)分开,能量作为电力被收集起来。
一年前,杨培东团队研发出了一种非常廉价的方法,使用
更加好的吸收太阳光,这种吸收效率和硅相似,但是耗费的材料更少。每一个垂直的纳米线都是一个独立的器件并且可以产生电流。结合小尺度的纳米线以及根本上发生变化变化的三维几何结构,与传统的太阳能电池相比极大
导读: 就太阳能电池板的功能而言,尽可能的将更多的光子转换为能源乃大势所趋。一直以来,化学、材料科学以及电子工程领域的研究人员孜孜不倦寻求提高光伏设备能源吸收的效率,不过当前技术仍受制于部分物理
定律。
就太阳能电池板的功能而言,尽可能的将更多的光子转换为能源乃大势所趋。一直以来,化学、材料科学以及电子工程领域的研究人员孜孜不倦寻求提高光伏设备能源吸收的效率,不过当前技术仍受制于部分物理
制成超薄型电池。 GaAs是直接带隙半导体,而Si是间接带隙半导体,在可见光到红外的光谱内,GaAs的吸收效率要远远高于Si。同样吸收95%的太阳光,Si需要150m以上的厚度,但是GaAs只需要5m