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丹麦奥尔堡大学开发了一种耐高温、宽光谱响应范围的太阳能电池

2016-08-26 338浏览 标签: 太阳能电池丹麦AU

背景


传统太阳电池只能吸收利用很窄范围的太阳光,这主要是由太阳能电池材料所决定的。这限制了太阳能电池的转换效率,长波长的光不能完全转换为电能,短波长光的能量绝大部分又被浪费了。为了解决这个问题,提高转换效率,科学家一般会采用制备多结太阳能电池,利用不同的半导体材料,吸收利用不同波长的光,但是,多结太阳能电池的主要缺点是成本较高。

宽波长太阳能吸收可通过使用金属-绝缘子-金属谐振器制得,绝缘子夹在一层厚底层和薄顶层形成三明治结构,其中金属层由铬和金形成,因此,熔点较低,材料在薄层中温度降低过快。在谐振器中,由于“熔点降低现象”,当材料尺寸降低,材料熔点也随之降低。标准金属谐振器会在500℃下熔化,限制了其在太阳能电池中的应用。


内容


近日,来自丹麦奥尔堡大学和南丹麦大学的研究团队采用廉价、广泛的薄膜沉积技术,开发了一种新型钨和氧化铝薄膜阻热器件,可以吸收利用宽波长范围的太阳光。

据悉,该研究团队开发的新型吸收材料可以吸收利用包括可见光和近红外波段的光在内的宽泛波长范围的太阳光。并且,具有优异的的热力学稳定性和抗热震性能,可在800°C下工作而保持结构不被熔化。该谐振器由12nm的钨和100nm的氧化铝垫片薄膜组成,在650-1750 nm范围内的光吸光度可达95%以上,对300-1750nm波长的光都可以吸收利用,横跨紫外光、可见光和空外光区域。依照中心波长、带宽和最大吸光度值(~98%),通过简单变化适当的层厚,吸收窗是可调控的。由于其灵活性、易于制造和低成本等优点,使其具有广泛的应用前景,包括太阳能热光生电/热光生电系统和太阳热学系统领域以及太阳能塔式电站,通过集中阳光产生蒸汽压驱动发电机。

      与现有太阳能电池相比,这是首次充分、高效的的利用太阳能源,将发射器与吸收器联系起来,产生的热可以被太阳能电池利用,当直接置于太阳下时其效率更高。


      动态链接:Multilayer tungsten-alumina-based broadband light absorbers for high-temperature applications

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