您的位置:澳门尼斯人app > 生命科学 > 韩研究团队研发出彩色太阳能电池

韩研究团队研发出彩色太阳能电池

发布时间:2020-01-01 23:11编辑:生命科学浏览(83)

    据韩联社5月11日报道,韩国科学技术研究院(KIST)清洁能源研究中心闵炳权博士与国民大学应用化学系都英乐教授的共同研究团队发布消息称,已成功研制出了薄膜型彩色太阳能电池。该研究结果刊登在国际学术期刊《美国化学协会》上面。

    你能想像有一天你的智慧型手机萤幕就是迷你太阳能面板吗?随着美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员们开发出新的双层透明太阳能薄膜电池,这一愿景很快地就能实现。

    据美国物理学家组织网报道,澳大利亚斯威本科技大学和中国尚德电力控股公司的科学家们表示,他们已经研制出最高效的宽波段纳米等离子薄膜太阳能电池,其光电转化效率为8.1%,研究发表在最新一期的《纳米快报》杂志上。

    研究团队称彩色太阳能电池是在由铜、铟、镓、硫磺、硒等构成的薄膜太阳能电池(CIGS 薄膜太阳能电池)表面粘贴光感薄膜而成。通过光感薄膜表面规则的结构,选择性的反射特定光的波长可以产生不同的颜色。例如,欧泊石、闪蝶、孔雀翎儿等就是利用了这样的原理而产生不同的颜色。

    由UCLA Henry Samueli应用科学与工程学院教授杨阳(Yang Yang)主导的研究团队在去年已经开发出一种串联结构的透明有机太阳能电池(TOPV),当时可实现约4%的太阳能转换效率。

    该研究的领导者、斯威本科技大学的顾敏教授表示,作为大块晶硅太阳能电池的便宜替身,薄膜太阳能电池引起了广泛关注,然而其硅层的厚度太薄增大了吸收太阳光的难度。要想增加薄膜太阳能电池的性能并使它们与硅太阳能电池相比更具竞争优势,优良而先进的光捕获技术必不可缺。

    闵炳权博士称本次研发的薄膜太阳能电池虽然有多种颜色但是还是可以保证一定的透光性。而且今后彩色太阳能电池也可以成为建筑一体型的门窗材料,也能推动相关的产业的发展。(实习编译:薛文丽)

    如今,他们已将该薄膜电池的转换效率提升近一倍(7.3%)了,使其不仅能应用于行动设备上,也能安装在窗户、汽车天窗以及其它大范围的表面上。杨阳指出,这项技术的优势在于具有能将摩天大楼的窗户和墙壁等大面积区域转变成能量采集设备的潜力,「相较于目前常见在屋顶上安装太阳能板的方式,该技术适用于更多表面的区域。」

    为捕获更多太阳光,该科研团队将金和银纳米粒子嵌入薄膜中,增加了电池可吸收太阳光的波长范围,从而增加了光子转化为电子的效率。他们还更近一步,使用了一些有核的或表面凹凸不平的纳米粒子。斯威本科技大学的高级研究员贾宝华博士解释道:我们发现表面凹凸不平的纳米粒子会吸收更多太阳光,可以改进太阳能电池的整体转化效率。

    UCLA研究人员已经为去年开发出的PV电池提升2倍转换效率了。这款PV电池可作成透明、浅绿或棕色,以因应建筑物窗户、智慧型手机萤幕、汽车天窗以及其它表面的需求,并可将其转换为能量采集设备。

    贾宝华称,这种宽波段等离子效应是该研究团队一年来的重要发现之一,新技术将对太阳能工业产生重大影响。顾敏为他们能在这么短时间内获得整体8.1%的光电转化效率深感兴奋,而且这种电池的转化效率仍有改进空间。

    这种双层超薄聚合物电池更有效率的原因在于:首先,它可从更广泛的太阳光谱中吸收更多的光,其次是电池之间的聚二碘化盐的互连层能够减少能源被吸收的损失。

    研究人员称,最新方法的另一个优势在于,将纳米粒子整合进入太阳能电池的成本并不高且很容易规模化,因此能借用其他产品线进行大规模生产,并有望在2017年实现商业化生产。

    杨阳的研究团队为电池开发出的新聚合物材料能以两种不同色彩产生两种低能隙的材料组合,PBDTT-SeDPP与PBDTT-FDPP-C12,从而使其适用于窗户上,以增加稳私性与美观。「这些材料能以浅棕色或浅绿色进行处理,不但使窗内的人们拥有稳私,同时搭配不同的建筑物色彩,此外还能用于采集大量的光源。」

    尚德电力控股有限公司董事长兼首席执行官施正荣表示:我们的研究团队已经制造出全球转化效率最高的宽波段纳米等离子薄膜太阳能电池,证明纳米技术能在下一代太阳能电池领域大有作为。

    在手机上使用新的太阳能薄膜不但不会妨碍电池的使用,甚至还「足以延长电池的使用寿命,」杨阳强调。不过,智慧型手机的萤幕通常不够大,很难吸收到足够的太阳能而为设备完全充电。因此,应用在建筑物的窗户时,一旦连接到建筑物的电力系统,这种太阳能薄膜更有利于为建筑物的设施提供足够的电力。

    总编辑圈点:

    杨阳与其开发团队已经在《能源与环境科学》(Energy Environmental Science)期刊网站上发表这项研究成果。该团队目前正致力于改善透明太阳能薄膜等元件的效率,以及使这种薄膜电池具有可扩展性。

    纳米等离子薄膜太阳能电池8.1%的光电转化效率,与一般晶体硅电池20%25%的转化效率相比显得有些相形见绌,然而并不高的成本却让其成为科研人员的新宠。当科学家们为最大限度提高太阳能电池的转换效率而颇费脑筋之时,这个不起眼的小个子或许正在积蓄力量给人们带来惊奇。在纳米技术越来越多地渗透人们生活的当下,我们完全有理由相信,其在下一代太阳能电池领域大有作为绝非空穴来风。

    这项研究的赞助单位之一──EFL Tech预计,这项太阳能薄膜电池研究可望在未来五年内商用化上市。此外,美国空军科学研究院以及海军研究办公室也赞助了这项研究。

    本文由澳门尼斯人app发布于生命科学,转载请注明出处:韩研究团队研发出彩色太阳能电池

    关键词: