丹麥耐熱“三明治”太陽能電池新鮮出爐

太陽能電池熔點低?耐熱性差?制作成本高?看丹麥研究者利用新材料特性制備的電池，不懼高溫，且效率提升。

Aalborg大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)，由鎢和氧化鋁保護(hù)膜組成的耐熱裝置可以吸收大量的太陽輻射并將其轉(zhuǎn)化為電能。

鑲嵌在太陽能電池板中的光電池具有光電效應(yīng)，光電池中的材料決定其對陽光窄波段的有效轉(zhuǎn)化率。光電效率受限于兩方面，既無法將陽光的長波段光波轉(zhuǎn)化為能量，又浪費了短波段的大部分能量?？茖W(xué)家們通過制成“多功能”太陽能電池試圖提高光電池效率，該太陽能電池由幾種不同的半導(dǎo)體材料制成，可吸收不同波長的光波，美中不足的是其制作成本過高。

金屬絕緣諧振器是一個厚底薄頂?shù)慕^緣三明治狀，雖然實現(xiàn)了對寬波段太陽能的預(yù)吸收，但由于其中的金屬層由鉻和金形成，所以諧振器的熔點非常低，促使材料在薄層中的溫度降低速度過快。出現(xiàn)熔點降低現(xiàn)象，即指諧振器中材料的熔點隨著材料大小的減少成比例降低，標(biāo)準(zhǔn)金屬絕緣諧振器中的金屬層在將近500℃下熔化，該性質(zhì)使其難以應(yīng)用于太陽能電池中。

目前丹麥的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一種新方法，即由鎢和氧化鋁薄膜采用鍍膜工藝制成的耐熱裝置，可捕獲光譜范圍較大的陽光。期刊Optical Materials Express于本周發(fā)表了該團(tuán)隊研究者提供的新光電材料實驗進(jìn)展。

Aalborg大學(xué)的Manohar Chirumamilla解釋道：“它們耐熱性和抗熱震性能良好，在高溫下具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)。”這種特質(zhì)使它能夠在高溫下保持結(jié)構(gòu)不被熔化。

新吸收器在800℃下可吸收300-1750nm波長段的光波，即從紫外光到將近紅外光的波長段。Chirumamilla說：“金屬絕緣諧振器能吸收紫外線到接近紅外線光譜區(qū)的光波，該性質(zhì)可以直接應(yīng)用于不同的器件中，比如熱光生電太陽能、熱光生電系統(tǒng)和太陽熱學(xué)系統(tǒng)中，還有通過收集陽光產(chǎn)生蒸汽壓，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)的太陽能塔式電站。”他補(bǔ)充道：“這是目前利用太陽能量最為高效的一種方法，將發(fā)射器與吸收器聯(lián)系起來，其產(chǎn)生的熱量可被用于太陽能電池—— 將它直接放置在太陽下時轉(zhuǎn)化效率更高。”