能效提升的混合太陽能電池


鋰電世界 傳統(tǒng)的矽晶太陽能電池基本上就使得能量轉(zhuǎn)換效率受到限制,因?yàn)樗盏哪芰恐杏性S多都是高能量光源,由于過熱而浪費(fèi)掉了,英國劍橋大學(xué)(University of Cambridge)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室(Cavendish Laboratory)的研究人員們最近開發(fā)出新的混合型太陽能電池,據(jù)稱可使能效提升95%或更高。英國的研究人員們目前正致力于研究這種可層疊于標(biāo)準(zhǔn)矽晶太陽能電池上的有機(jī)配方,期望能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)難以企及的近100%能效目標(biāo)。
當(dāng)今的矽晶太陽能電池在理論上可達(dá)到33.7%的最大轉(zhuǎn)換效率;入射光的其余部分則被升溫的電池耗盡。蓋茨劍橋?學(xué)金得主Maxim Tabachnyk、研究員Akshay Rao以及卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的其他研究人員們希望能開發(fā)出一種有機(jī)薄膜電池,能夠?qū)⒗速M(fèi)的能量有規(guī)率地轉(zhuǎn)換為電力的形式。透過卡文迪許實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的混合PV電池途徑,可望明顯減少巨大的太陽能采集場。
“傳統(tǒng)的矽晶太陽能電池基本上就使得能量轉(zhuǎn)換效率受到限制,因?yàn)樗盏哪芰恐杏性S多都是高能量光源,由于過熱而浪費(fèi)掉了,”Tabachnyk表示,“我們于是在傳統(tǒng)的矽晶太陽能電池上涂覆有機(jī)涂層,希望能將高能量的輸入光子分散成兩個三重線態(tài)激子,并使其電子轉(zhuǎn)換成矽。”
透過利用超短雷射脈沖轉(zhuǎn)化為有機(jī)并五笨,研究人員們采用雷射光譜在有機(jī)/無機(jī)介面表征超快速過程,然后依循在1飛秒之內(nèi)發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換,顯現(xiàn)出每個高能量光子的確存在兩個電子的結(jié)果,而非一般的每光子一個電子。這證實(shí)了在熱產(chǎn)生時浪費(fèi)的最高能量光子也可以用于轉(zhuǎn)化為兩個激子配對,而使非有機(jī)太陽能電池可轉(zhuǎn)化成兩個電子的概念。
卡文迪什實(shí)驗(yàn)室目前也致力于開發(fā)除了太陽能電池以外的其他應(yīng)用。不過,Tabachnyk的研究團(tuán)隊(duì)接下的計劃是希望能找到一種新的有機(jī)材料,以期能完美地因應(yīng)傳統(tǒng)矽晶太陽能電池需要。