薄膜太阳能电池是缓解能源危机的新型光伏器件。薄膜太阳能电池可以使用在价格低廉的陶瓷、石墨、金属片等不同材料当基板来制造,形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm,目前转换效率最高可以达13%。薄膜电池太阳电池除了平面之外,也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大,可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份,应用非常广泛。
随着煤、石油、天然气等能源日益枯竭和环境污染日益加剧,人们迫切需要寻找清洁可再生新能源。作为地球无限可再生的无污染能源———太阳能的应用日益引起人们的关注,将太阳能转化为电能的太阳能电池的研制得到了迅速发展。目前以商品化的晶体硅太阳能电池的光电转化效率最高,但受材料纯度和制备工艺限制,成本高,很难再提高转化效率或降低成本。薄膜太阳能电池只需几μm的厚度就能实现光电转换,是降低成本和提高光子循环的理想材料。
电池是一种能量转化与储存的装置。它通过反应将化学能或物理能转化为电能。电池即一种化学电源,它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供能。作为一种电的贮存装置,当两种金属(通常是性质有差异的金属)浸没于电解液之中,它们可以导电,并在“极板”之间产生一定电动势。电动势大小(或电压)与所使用的金属有关,不同种类的电池其电动势也不同。
电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。电动势等于单位正电荷由负极通过电池内部移到正极时,电池非静电力(化学力)所做的功。电动势取决于电极材料的化学性质,与电池的大小无关。
目前广泛使用的太阳能电池属于薄膜电池对吗
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校等机构的研究人员开发出一种新型薄膜太阳能电池,其双层设计大大提高了光电转换效率,性能创造了同类太阳能电池新纪录。这一成果发表在新一期美国《科学》杂志上。
这种双层串联结构的太阳能电池,上层喷涂了1微米厚的钙钛矿,有助于高效捕捉太阳能,底层是厚约2微米的铜铟镓硒薄膜(CIGS)电池。薄膜电池表面经过纳米级的加工,再加上聚合有机物空穴传输层。这种设计可以让电池产生更高的电压,从而增加输出功率。整个组件安装在厚约2毫米的玻璃基板上。
新型电池的光电转换效率高达22.4%,比2015年美国国际商用机器公司(IBM)研发的同类太阳能电池10.9%的光电转换效率提高了一倍多。这一新纪录已得到美国能源部下属可再生能源实验室确认。
研究负责人、加利福尼亚大学洛杉矶分校教授杨阳说,双层串联的设计,使电池可以通过上下两个层面捕捉太阳光谱不同波段光的能量,与传统的CIGS太阳能电池的单层设计相比,能吸收转换更多的太阳能。
杨阳表示,这项技术使CIGS太阳能电池的性能提高了近20%,也意味着能源成本降低了20%。研究团队的下一个目标是将电池的光电转换效率提高至30%。
钙钛矿材料是指一类陶瓷氧化物,因类似结构最早在天然钙钛矿中被发现而得名。钙钛矿太阳能电池被认为是光伏产业的未来热点,其喷涂技术成本低廉,易于操作,容易应用到现有的太阳能电池制造工艺中。钙钛矿的应用可大大提高发电效率,与汽车发动机上安装涡轮增压器的效果类似。
目前广泛使用的太阳能电池属于薄膜电池对。
因为目前广泛使用的太阳能电池包括晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池,所以对。
薄膜太阳能电池可以使用在价格低廉的陶瓷、石墨、金属片等不同材料当基板来制造。
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