前沿技术太阳能热光伏电池

技术突破：一种可以让太阳能电池效率翻倍的技术。

重要意义：这项新设计可能会催生出在日落后依然可以工作的廉价太阳能发电技术。

主要研究者：

- David Bierman、Marin Soljacic、Evelyn Wang（麻省理工学院）

- Vladimir Shalaev（普渡大学）

成熟期：10到15年

        太阳能电池板覆盖了越来越多的屋顶，但是，尽管这项技术已经发展了几十年，这些硅片组成的电池组件仍然笨重、昂贵而且低效。理论上的限制让这些常规的光伏电池板只能吸收太阳光中的一部分能量。

        但是，麻省理工学院的一个科学家团队已经制造了一种全新类型的太阳能设备，利用工程创新和最新的材料科学进步来捕获更多的太阳能。

        该技术的秘诀在于先将太阳光变成热能，然后将其重新变成光，而且聚集在太阳能电池可以使用的光谱范围内。

        虽然许多研究人员已经在这项被称为是太阳能热光伏的技术上研发了多年，但麻省理工学院的这个装置是第一个可以比只使用光伏电池吸收更多能量的装置，表明该方法可以显着提高效率。

        标准硅太阳能电池主要捕获从紫色到红色的可见光。再加上其他条件的限制，它们永远不能把太阳能中超过32％的能量转化为电能。麻省理工学院的这个设备仍然是一个粗糙的原型，而且运行效率只有6.8％，但是通过各种办法提高效率后，其效率可以大约达到传统光伏的两倍。

        MIT团队研发的原型设备，阳光从中间的窗口射入真空腔。

        这个创新设备的关键步骤是开发了一种叫做吸收-辐射器的东西——它本质上就是一个放在太阳能电池上方的光漏斗。吸收层由实心的黑色碳纳米管构成，用来捕获太阳光中的所有能量并将其中的大部分转化为热。

        当温度达到约1000℃时，相邻的辐射层再将这些能量以光的形式辐射出来，而这时，这些辐射出来的光的光谱已经基本窄到光伏电池可以吸收的范围。

        用于捕获太阳光，并将其转化为热能的黑色碳纳米管层。

麻省理工学院团队的这项技术当然也有其弊端，比如部分部件相对而言仍然非常高昂，以及目前仅能在真空环境下工作等。但其经济性应该会随着效率的提高而提高。

        此外，研究人员还在探索如何去利用太阳能热光伏电池的另一个优势。因为热比电更容易储存，所以应当可以将由装置产生的过量的热量储存起来，这样即使在太阳不发光时也可以用于产生电力。

        如果研究人员可以整合储热设备，并提高效率水平，该系统有朝一日将可以实现清洁、廉价和连续的太阳能电力供应。

来源：腾讯新闻

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