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氧化锌涂层改良“袖口”电池 创设备能量转换新纪录

2014.6.10

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        袖口大小的太阳能电池产生的电能很有限,因为他们的光电流较低,而阿肯色大学的工程研究人员使用氧化锌为小电池加了涂层之后,创下了小电池设备能量转换的新纪录。

  每块电池一边边长只有9毫米(0.35英寸),但电池能效可达14%,实现了目前小型砷化镓太阳能电池的最高能效。

  同尺寸大小的硅太阳能电池能效为8%。而目前太阳能电池(不分尺寸大小的)最高能效为44%。达到这个数字的太阳能电池规模须较大。相比来说,机动车辆只能利用汽油产生的15%到25%的热能,这么看来,14%的能效已经很不错了。

  这种电池阵列(包括9到12个),能够为小型发光二极管等设备提供足够的能量。那么理论上,大规模的电池阵列,能够为家庭、卫星甚至航天飞机提供能量。

  研究小组由电子工程师Omar Manasreh教授领导,相关研究报告发表在《应用物理学快报》以及2014年4月版的《太阳能材料与太阳能电池》。

  砷化镓作为硅的一种替代品,是一种成本更低,毒性也更低的半导体,常用于制造集成电路、发光二级管和太阳能电池。

  表面改质,一种薄膜、纳米结构和纳米颗粒的化学合成法,将太阳反射光更多的集中在电池上,电池因此能够吸收更多的光。但即使没有表面涂层,研究人员也能够使电池的能效达到9%。

  研究小组电子工程博士生Yahia Makableh表示:“我们希望能够提高小电池的能效。这种特殊的材料能够将电池的理论最大能效提高到33%,目前的14%距离理论数字还有很大差距,我们还需要进行进一步研究。氧化锌的优势就是成本低、无毒,且易于合成。”

  Makableh表示,表面改质还能够用于其它太阳能电池,包括哪些由砷化铟、砷化镓量子粒制成的太阳能电池。这些材料制成的太阳能电池,经过表面改质以后,可能达到63%的换能效率。

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