一體化光伏技術——晶體硅太陽能電池的新未來?

2013-05-28 13:44:36 來源:

柔性塑料背板以及條形板為一體化光伏產品的新應用打開了大門。然而到目前為止,一體化生產出來的光伏產品的光電轉換效率只有傳統工藝的晶體硅太陽能電池的一半。
    最近加州理工大學物理系教授Harry Atwater以及他的研究小組開發了一種新的制備電池的方式,這種方式只需要很少一點的硅材料。
     新技術對于硅材料的需求只有傳統技術的1%到2%
    “我們的技術需要的硅材料只有傳統工藝的1/50到1/100之間”, Harry Atwater如是說,“這項技術以均勻排列的一些類管線狀硅基材為基礎,對于光線的吸收以及光電子的收集與傳統電池沒有太多的差別”。
     這種微笑的硅管線的堆疊在基材上,顯微鏡下呈現出毛刷狀。由于傳統電池是基于價格昂貴的高純度硅料,因此這樣的設計還是有較高的經濟價值的。
     這意味著什么呢?生產制造性能同于一體化的光伏產品只需要1%到2%的硅材料。由于傳統晶體硅電池的成本中硅占到了2/3以上的價值,這種技術對于材料的節省顯示出其巨大的市場潛力。
      加強對光散射的控制從而提升轉換效率
      硅材料是光電轉換的基礎,你也許這么認為使用較少的硅料會影響轉換電量,實際并非如你所想,Atwater說這項技術同樣具有良好的光電轉換。
      “光線進入管線狀材料,一部分被直接吸收,另外一部分從管線狀口進入管中,經過無數次的反射之后大部分被管線吸收,這加強的對整個入射光的吸收”, Atwater說,“事實上,對于光線吸收起到了很好的加強作用,對于單個波長甚至有20到50倍的提升”。
       Atwater和他的同事們已經試制出這種設想的原型,從頂上向下看這種電池與我們常見的電池存在著很大的區別。
        我們制作工藝是在基板上生長管線,然后將其剝離出具有彈性的背板,這種材料和硅材料一樣具有很好的光學和電學性質,但是具有更好的機械韌性和強度。
       這種靈活性為新應用打開了大門,這正如Atwater所說的“一體化光伏技術”。例如,這種電池可以直接建在屋頂上,從而省去安裝費用。
      柔性、薄板之所以被重視其中重要的一點是這種材料可以彎曲,你可以想象一下,可以將他們安裝在任意形狀的頂部,如:汽車頂、船頂、或者任意非平面上。
       加州理工學院的教授稱他對這種技術的商業化運營很樂觀,因為這項技術是基于傳統技術的改良,而并非需要大的動作。他還說這將有助于極大地降低光伏發電成本。
 太陽能發電最有利的地方在于,在全世界的任何地方都能接收到太陽光,無論是云層較厚的北歐,還是陽光燦爛的中北非洲,還是澳洲和南亞。這就是太陽能能夠走到全世界的根本原因。


 

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