如今，大多數(shù)太陽(yáng)能電池都是硅材料的太陽(yáng)能板電池，其發(fā)電效率僅為25%。在最新的公告中，美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室表示，他們研究開發(fā)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率有了突破，已接近66%。
現(xiàn)在，市場(chǎng)上90%以上的太陽(yáng)能板是用硅材料制成的。硅光電池的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的、持久的、易于安裝并且價(jià)格低廉。但這種電池的缺點(diǎn)也十分明顯，硅光伏板電池的效率非常低，最便宜的型號(hào)的電池的效能受安裝、朝向、天氣等多種因素的影響，約為7%~16%。
到目前為止，太陽(yáng)能電池已有六十多年的歷史，但即使是商用硅光伏電池，其發(fā)電效率也僅勉強(qiáng)達(dá)到25%，最大也不過(guò)30%。
另外一個(gè)明顯的問(wèn)題是，要提高硅材料面板的堅(jiān)固性，大多數(shù)硅光伏太陽(yáng)能板產(chǎn)生的是波浪形而非薄膜形式，這是另一個(gè)導(dǎo)致發(fā)電效率低下的原因。
研究者認(rèn)識(shí)到，采用薄膜形式來(lái)提高電池效能是研究和開發(fā)的方向。硅基薄膜經(jīng)過(guò)幾代的研究和開發(fā)，其效率已由最初的13.6%逐漸提高到21.6%，到2018年牛津?qū)嶒?yàn)室的技術(shù)效率達(dá)到28%。
但這完全不能和最近的突破相比較。該技術(shù)的關(guān)鍵是如何防止能量以熱的形式流失，國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室在一份公布的研究報(bào)告中說(shuō)。
官方稱：“陽(yáng)光照射太陽(yáng)能電池時(shí)，材料吸收了光子，產(chǎn)生了電荷載體-電荷空穴。熱載式太陽(yáng)能電池快速地將電荷載體的能量轉(zhuǎn)化為電能，然后以熱量的形式消耗掉。防止熱能損失對(duì)太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，這種新型電池的轉(zhuǎn)換效率有望是傳統(tǒng)電池的兩倍。常規(guī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率在2009年為3%,2020年提高到25%以上。一臺(tái)設(shè)計(jì)合理的熱負(fù)荷裝置，其轉(zhuǎn)換效率可接近理論上的66%。
研究者們尚不清楚這項(xiàng)技術(shù)何時(shí)能上市，也不知道其成本如何。但該實(shí)驗(yàn)室表示，這項(xiàng)技術(shù)已接近于商業(yè)可行性，并將在近期內(nèi)在固態(tài)照明、動(dòng)態(tài)感應(yīng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)、先進(jìn)輻射探測(cè)、量子信息技術(shù)和光催化等領(lǐng)域發(fā)揮作用。
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