加拿大研制出全光譜太陽能電池

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　　加拿大科學(xué)家表示，他們研發(fā)出了一款新式的全光譜太陽能電池，其不但可以吸收太陽發(fā)出的可見光，也可以吸收不可見光，從理論上講，轉(zhuǎn)化效率可高達(dá)42%，超過現(xiàn)有普通太陽能電池31%的理論轉(zhuǎn)化率。研究發(fā)表在最新一期的《自然·光子學(xué)》雜志上。

　　此款基于膠體量子點(diǎn)(CQD)的高效串接太陽能電池由加拿大首席納米技術(shù)科學(xué)家、多倫多大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系教授泰德·薩金特領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)研制而成。論文主要作者王希華(音譯)表示，該太陽能電池由兩個(gè)吸光層組成：一層被調(diào)制用于捕捉太陽發(fā)出的可見光;而另外一層則可以捕捉太陽發(fā)出的不可見光。

　　薩金特介紹說，為了做到這一點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)用納米材料串聯(lián)成一個(gè)名為分級(jí)重組層的設(shè)備，能往返運(yùn)輸可見光層和不可見光層之間的電子，有效地將捕捉可見光的吸光層和捕捉不可見光的吸光層結(jié)合在一起，這樣，兩個(gè)吸光層都不需要妥協(xié)。

　　該研究團(tuán)隊(duì)在使用CQD制造太陽能電池方面一馬當(dāng)先，CQD這種納米材料很容易被調(diào)制來對(duì)特定波長(zhǎng)的可見光和不可見光作出反應(yīng)。新式串聯(lián)CQD太陽能電池捕捉光波的波長(zhǎng)范圍比普通太陽能電池更加寬泛，因此，從理論上講，其轉(zhuǎn)化率可達(dá)42%;相比之下，最好的單結(jié)太陽能電池的最大轉(zhuǎn)化率僅為31%，而一般位于屋頂或日常消費(fèi)產(chǎn)品中的太陽能電池的轉(zhuǎn)化率僅為18%。

　　研制高效的、成本合理的太陽能電池是全球共同面臨的巨大挑戰(zhàn)。薩金特說：“全球都需要轉(zhuǎn)化效率超過10%的太陽能電池，并希望能顯著降低現(xiàn)有光伏組件的零售價(jià)。最新進(jìn)展提供了一條切實(shí)可行的道路，其能最大限度地捕捉太陽發(fā)出的各種光線，有望提高轉(zhuǎn)化率并降低成本?！?/p>

　　薩金特希望，在5年內(nèi)，將這款新的分級(jí)重組層太陽能電池整合入建筑材料、手機(jī)和汽車零件中。

　　總編輯圈點(diǎn)

　　相較于某些反復(fù)強(qiáng)調(diào)能捕獲超高“光能量”，而對(duì)轉(zhuǎn)化率支支吾吾的研究，加拿大科學(xué)家的這項(xiàng)技術(shù)顯然更給力——截至2010年底，全球太陽能總安裝規(guī)模約為40GW，大致相當(dāng)于兩個(gè)三峽水電站滿負(fù)荷運(yùn)行。而目前市場(chǎng)上太陽能產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率普遍低于18%，不難計(jì)算，若能將這一數(shù)值提高到20%、30%甚至42%，其背后所蘊(yùn)藏的商業(yè)價(jià)值，以及對(duì)緩解能源危機(jī)的意義。這也說明，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一旦走出實(shí)驗(yàn)室，就可能變?yōu)槔?、機(jī)會(huì)，甚至希望，反正絕不再是一個(gè)數(shù)字那么簡(jiǎn)單。