美国研究:发光塑料让太阳能电池能效加倍

来源:互联网新闻 时间:2020-05-02 14:07

原标题:美国研究:发光塑料让太阳能电池能效加倍

据美国麻省理工学院《技术评论》杂志日前报道,传统的太阳能电池僵硬笨重且低效,成其普及的“拦路虎”。现在,美国科学家仅使用一层纤薄的塑料将太阳光聚集在一块由砷化镓制成的太阳能电池上,就让太阳能电池的能效增加了一倍。这一方法不仅降低了太阳能电池的使用成本,得到的柔性太阳能电池也能在多个领域大显身手。

科学家们此前就已经证明,上述方法可用于单块太阳能电池上,但他们计划制造更大块的塑料薄片,其上点缀着多个微小的太阳能电池阵列。当太阳光照射在塑料薄片上时,会被薄片上一种专门捕获太阳光的染料吸收。由于这是一种发光染料,它会将吸收的光释放出来,但释放出的光大部分都被局限在塑料薄片内部,因此,这些太阳光会在塑料内部弹来弹去,直到抵达太阳能电池内部。鉴于这种染料只能吸收部分太阳光,为了提升能量产出,科学家们又在塑料薄片上添加了一种反光材料,其能将染料无法吸收的太阳光引入太阳能电池内。

该研究的领导者、伊利诺伊大学香槟分校材料科学和工程学以及化学教授约翰·罗杰斯说:“最新方法或者能让更小的太阳能电池板提供更多电,或者能通过减少所需光伏材料的数量,让太阳能电池板更便宜。目前,我们必须通过在表面完整地涂上活性太阳能电池才能获得同样的效率,与此相比,新方法的成本更低。”

该研究团队之前研制出了一种创新性的方法,可以制造出能适应不规则表面的柔性和可延展性太阳能电池,最新研究方法可与这一技术兼容。这两种方法结合在一起得到的低成本高能效的柔性太阳能电池有望找到新的用武之地。例如,可用于为士兵的盔甲提供电力;可弯曲的电池也能安装在小型无人机的机翼上,为机载电池充电以增加其飞行时间;这项技术甚至可用来给平板电脑和其他便携式电子设备充电。

新式染料塑料薄膜聚集太阳光的能力仅提高了10倍,而罗杰斯团队创办的Semprius公司则用另一种方法将聚集太阳光的能力提高了100倍,真是“小巫见大巫”。但后者需要非常庞大的集中器以及一套追踪系统来让电池总是面朝太阳,这套系统或许能为电网提供低成本的太阳能发电,但对于太阳能头盔或手提电脑来说并不实用。相反,染料涂层塑料纤薄且轻质,能吸收不同角度来的太阳光,省却了追踪系统。(刘霞)

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