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美国科学家开发出全光谱太阳能电池系统,太阳光利用率超过50%

2016-09-12 382浏览 标签: 太阳能电池美国PURDUE

研究背景


较为成熟的太阳能电池技术有晶硅太阳能电池、砷化镓太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池等。这些太阳能电池技术的光电转换效率处于20%-30%之间,很难实现更高的转换效率。并且现有太阳能电池因自身材料的限制大多只对可见光敏感,很少利用紫外光和红外光,无法实现太阳光的充分利用。因此,开发一种新型太阳能系统,充分利用紫外光、可见光和红外光将大幅提升太阳光利用率。


研究内容


2016818日讯,美国普渡大学的研究团队通过混合现有太阳能电池技术,构建混合太阳能系统,捕获全光谱太阳光,将效率提升至50%

这是一种全新的概念,通过结合三种不同类型的太阳能技术,获得较高的太阳能电池转换效率,甚至日落后也能继续使用。该混合技术包括太阳能电池技术,将可见光和紫外光转换成电能;热电技术,将热能转换为电能;聚光太阳能技术,收集、储存热,并驱动涡轮发电机发电。

该项目的创新之处在于该研究团队并没有机械的叠加三种技术,而是通过设计构建了一个完整的全光谱太阳能利用系统。太阳能电池板会充分利用紫外光和可见光,并转换为电能;全新设计的“选择性太阳能吸收器和反射器”热电器件会反射可见光吸收近红外光子,增加太阳光的利用率。与此同时热电器件提高储热温度,保证日落后涡轮机正常运转发电;

这是一个光谱选择性系统,因此可以尽可能多的利用光谱。而储热系统又具有很强的灵活性,因此,系统可以在日落后仍继续发电,提供全天候连续不断的电力供应。

理想情况下,相比于单独使用太阳能电池能达到31%的转换效率,使用这种新型混合太阳能系统对太阳光的利用率可超过50%。该项目得到美国能源部和国家科学基金的支持。


动态链接:Hybrid system designed to harvest 'full spectrum' of solar energy

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