在美国,科学家们再次打破了光伏板的效率记录,这可能意味着可再生能源的未来将发生重大变化。这可不是炒作,而是一个迹象,表明了今天我们科技的情况和发展方向。
我们可以把太阳能理解为可再生能源家族的祖父——有一种无限的能源每天照耀着我们,等待着被我们利用。
太阳能到底有多牛?
仅仅一个小时的太阳能能量就超过了全世界一年的用电量!
这样的事实很难让人对太阳能不着迷,但太阳能有一个最大的缺点就是——我们无法捕获所有的能量。(好像是我们的缺点)
除了这个缺点,许多人对于太阳能的评价基本上都是——“光伏板效率不够”。但在过去的几个月里,太阳能领域有一些令人兴奋的进步,其中有一些我们已经等待了近十年。
首先,我们先来了解一下太阳能领域的一些重大新闻,美国能源部国家可再生能源实验室刚刚创造了39.5%的太阳能电池效率新纪录。
这是在与太阳相似的光照条件下完成的,与上一次的世界记录相比可以说是一个巨大的变化。
有些人可能会说,早期的实验太阳能电池在2019年的最高效率为47.1%,但你要知道这只是在暴露于极度集中的光线下。
那这次是怎么做到的呢?NREL的破纪录电池模块使用倒置变质多结(IMM)单元,而不是增加更多的光(就像上次记录那样)。这些电池有三层堆叠在一起,每层由不同的材料制成:顶部是磷化镓铟,中间是砷化镓,底部是砷化铟镓。每一个吸收在不同的光波长范围内,这使得细胞从整个光谱中捕获更多的能量。我们还可以在中间层找到300个“量子阱”,这是解锁这些电池新效率的关键技术。这些量子阱延长了电池的带隙,从而增加了电池可以吸收的总光量。
不过,NREL并不是唯一一个通过调整太阳能电池设计成功挤出更多能量的公司。
由萨里大学共同领导的一个团队将晶片薄光伏吸收的能量增加了25%。面板本身只有一微米厚,但它们是由蜂窝状层制成的,可以帮助吸收光线。在硅电池中,当接近1/3的光照射到电池上时,这部分的光会立即被反射,但这些薄光伏电池的纹理设计可以将光捕获在太阳能电池中,以提高效率。
这种设计灵感来自于大自然——蝴蝶翅膀和鸟眼在某种程度上已经做到了这一点。在实验室中,该团队发现这种设计下光吸收率为26.3 mA/cm2,比2017年19.72 mA/cm2的记录增加了25%。这些电池的效率为21%,预计进一步调整将使该数字更高,甚至可能高于其他商用光伏。
虽然这些数据仍然是实验室产生的,但当技术成果投入到商业化规模中,又有人能狠狠赚一笔了。
原标题:刷新你对光伏板的能力认知:光伏板效率再创新高