加研制出全光谱太阳能电池

2011-6-28 12:02 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网6月27日(北京时间)报道,加拿大科学家表示,他们研发出了一款新式的全光谱太阳能电池,其不但可以吸收太阳发出的可见光,也可以吸收不可见光,从理论上讲,转化效率可高达42%,超过现有普通太阳能电池31%的理论转化率。研究发表在最新一期的《自然·光子学》杂志上。

  此款基于胶体量子点(CQD)的高效串接太阳能电池由加拿大首席纳米技术科学家、多伦多大学电子与计算机工程系教授泰德·萨金特领导的科研团队研制而成。论文主要作者王希华(音译)表示,该太阳能电池由两个吸光层组成:一层被调制用于捕捉太阳发出的可见光;而另外一层则可以捕捉太阳发出的不可见光。

  萨金特介绍说,为了做到这一点,该团队用纳米材料串联成一个名为分级重组层的设备,能往返运输可见光层和不可见光层之间的电子,有效地将捕捉可见光的吸光层和捕捉不可见光的吸光层结合在一起,这样,两个吸光层都不需要妥协。

  该研究团队在使用CQD制造太阳能电池方面一马当先,CQD这种纳米材料很容易被调制来对特定波长的可见光和不可见光作出反应。新式串联CQD太阳能电池捕捉光波的波长范围比普通太阳能电池更加宽泛,因此,从理论上讲,其转化率可达42%;相比之下,最好的单结太阳能电池的最大转化率仅为31%,而一般位于屋顶或日常消费产品中的太阳能电池的转化率仅为18%。

  研制高效的、成本合理的太阳能电池是全球共同面临的巨大挑战。萨金特说:“全球都需要转化效率超过10%的太阳能电池,并希望能显著降低现有光伏组件的零售价。最新进展提供了一条切实可行的道路,其能最大限度地捕捉太阳发出的各种光线,有望提高转化率并降低成本。”

  萨金特希望,在5年内,将这款新的分级重组层太阳能电池整合入建筑材料、手机和汽车零件中。