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發(fā)光塑料讓太陽(yáng)能電池能效加倍
2017-11-7 18:09:56
發(fā)光塑料讓太陽(yáng)能電池能效加倍
     科技日?qǐng)?bào)訊 據(jù)美國(guó)麻省理工學(xué)院《技術(shù)評(píng)論》雜志日前報(bào)道，傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池僵硬笨重且低效，成其普及的“攔路虎”。現(xiàn)在，美國(guó)科學(xué)家僅使用一層纖薄的塑料將太陽(yáng)光聚集在一塊由砷化鎵制成的太陽(yáng)能電池上，就讓太陽(yáng)能電池的能效增加了一倍。這一方法不僅降低了太陽(yáng)能電池的使用成本，得到的柔性太陽(yáng)能電池也能在多個(gè)領(lǐng)域大顯身手。
科學(xué)家們此前就已經(jīng)證明，上述方法可用于單塊太陽(yáng)能電池上，但他們計(jì)劃制造更大塊的塑料薄片，其上點(diǎn)綴著多個(gè)微小的太陽(yáng)能電池陣列。當(dāng)太陽(yáng)光照射在塑料薄片上時(shí)，會(huì)被薄片上一種專門(mén)捕獲太陽(yáng)光的染料吸收。由于這是一種發(fā)光染料，它會(huì)將吸收的光釋放出來(lái)，但釋放出的光大部分都被局限在塑料薄片內(nèi)部，因此，這些太陽(yáng)光會(huì)在塑料內(nèi)部彈來(lái)彈去，直到抵達(dá)太陽(yáng)能電池內(nèi)部。鑒于這種染料只能吸收部分太陽(yáng)光，為了提升能量產(chǎn)出，科學(xué)家們又在塑料薄片上添加了一種反光材料，其能將染料無(wú)法吸收的太陽(yáng)光引入太陽(yáng)能電池內(nèi)。
該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、伊利諾伊大學(xué)香檳分校材料科學(xué)和工程學(xué)以及化學(xué)教授約翰·羅杰斯說(shuō)：“最新方法或者能讓更小的太陽(yáng)能電池板提供更多電，或者能通過(guò)減少所需光伏材料的數(shù)量，讓太陽(yáng)能電池板更便宜。目前，我們必須通過(guò)在表面完整地涂上活性太陽(yáng)能電池才能獲得同樣的效率，與此相比，新方法的成本更低。”
該研究團(tuán)隊(duì)之前研制出了一種創(chuàng)新性的方法，可以制造出能適應(yīng)不規(guī)則表面的柔性和可延展性太陽(yáng)能電池，最新研究方法可與這一技術(shù)兼容。這兩種方法結(jié)合在一起得到的低成本高能效的柔性太陽(yáng)能電池有望找到新的用武之地。例如，可用于為士兵的盔甲提供電力；可彎曲的電池也能安裝在小型無(wú)人機(jī)的機(jī)翼上，為機(jī)載電池充電以增加其飛行時(shí)間；這項(xiàng)技術(shù)甚至可用來(lái)給平板電腦和其他便攜式電子設(shè)備充電。
新式染料塑料薄膜聚集太陽(yáng)光的能力僅提高了10倍，而羅杰斯團(tuán)隊(duì)創(chuàng)辦的Semprius公司則用另一種方法將聚集太陽(yáng)光的能力提高了100倍，真是“小巫見(jiàn)大巫”。但后者需要非常龐大的集中器以及一套追蹤系統(tǒng)來(lái)讓電池總是面朝太陽(yáng)，這套系統(tǒng)或許能為電網(wǎng)提供低成本的太陽(yáng)能發(fā)電，但對(duì)于太陽(yáng)能頭盔或手提電腦來(lái)說(shuō)并不實(shí)用。相反，染料涂層塑料纖薄且輕質(zhì)，能吸收不同角度來(lái)的太陽(yáng)光，省卻了追蹤系統(tǒng)。
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