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瞄準更廣應(yīng)用,新型太陽能電池長得像光纖

鉅大LARGE  |  點擊量:723次  |  2021年12月08日  

太陽能電池一定得是平板狀的嗎?美國喬治亞理工學(xué)院(GeorgiaTech)的研究人員開發(fā)了一種新技術(shù),能將光纖變成細長狀太陽能電池。


透過將染料敏化太陽能電池(dye-sensitizedsolarcell)與光纖電纜的外殼結(jié)合,喬治亞理工學(xué)院的研究人員展示了一種纖細、軟性的太陽能電池,且其效率據(jù)說可達采用同樣材料的平板太陽能電池之六倍。


“我們將這種光纖的末端直接面對太陽;”喬治亞理工學(xué)院教授ZhongLinWang表示:“在該光纖的旁邊置放一個與外部負載(externalload)鏈接的電極,就能收集所出現(xiàn)的電荷?!盬ang是與該校研究人員BenjaminWeintraub與YaguangWei共同完成該研究。


染料敏化太陽能電池是在1990年代發(fā)明,是薄膜狀的太陽能發(fā)電方法;不同于硅晶太陽能電池應(yīng)用昂貴的半導(dǎo)體材料來發(fā)電,染料敏化太陽能電池是在周圍環(huán)繞金屬薄膜的電解質(zhì)中,在氧化鋅奈米線(nanowires)上使用廉價的染料分子(dyemolecules)薄膜。當(dāng)太陽光線照射在染料分子細胞上,它們會射出電子到金屬薄膜,并傳輸?shù)酵獠侩姌O。


傳統(tǒng)太陽能板的一個問題,是入射的光子很少有機會能在退化成熱之前,于薄板中激發(fā)電子;但相反的,光纖能讓光子有更多的機會與活性層(activelayer)互動。Wang所制作的原型是使用20公分長的光纖,以確保能在長度范圍內(nèi)吸收最大量的光子。

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-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

這種技術(shù)只會收集光纖頂端的太陽光,然后光線會沿著光纖向下;而未來將研發(fā)的新版本則可能會使用外部透明的金屬護套,好讓光線從里面跟外面進來。研究人員也計劃制造成束的子系統(tǒng),包含數(shù)百條平行的光纖電纜。


研究團隊也打算將這種新型太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率,由現(xiàn)在的3。3%提升到8%,好推向商業(yè)化。Wang表示,他打算用成本更低的廉價光纖材料來進行實驗,并用氧化鈦代替氧化鋅來進一步提升效率。


在實際應(yīng)用上,這種太陽能電池能讓產(chǎn)品設(shè)計師開發(fā)出新形狀的商業(yè)產(chǎn)品,或是在應(yīng)用領(lǐng)域,纖維狀的太陽能電池能內(nèi)建在裝備中用來供電。


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