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效率出众的太阳能电池:过氧化物与硒的结合

未来的太阳能电池效率更高。(来源:pixabay/mrganso)
未来的太阳能电池效率更高。(来源:pixabay/mrganso)
每个人都希望获得廉价能源。为电动汽车、辐射加热器、热泵、空调或咖啡机提供能源。一种新型串联太阳能电池正是这样的承诺,而且是大规模的承诺。
Renewable Science Business

最近,太阳能电池制造商太阳能电池的效率达到了 33.9%。成为头条新闻,尽管这只是一个很小的样本。

引人注目的不仅仅是高能量,而是电池的组成,这给未来带来了希望。在主要由硅制成的传统太阳能电池上涂上一层过氧化物。

用这种材料(准确地说是钙钛矿)制成的电池,至少在实验室环境下,效率可达 50%。遗憾的是,这种电池并不耐用,当然也不可能耐用 25 年,而传统的硅基太阳能电池则可以耐用 25 年,而且还能达到其原始效率的 80%。

遗憾的是,这种效率并不理想。最大能量产出率仅为 20%。这就是串联太阳能电池发挥作用的地方。虽然目前还只是猜测,但至少45%的效率和30年的使用寿命听起来还是很有希望的。

实际可行

牛津光伏公司已在其位于德国勃兰登堡-安德尔-哈维尔的工厂证明,这可以在工业规模上实现。这里已经在生产这种串联太阳能电池,效率达到 28.6%。

在更大的规模上,计算得出的效率为 24%。牛津光伏公司还表示,仅该厂一家每年就可满负荷生产 50 兆瓦电力。一个普通房屋屋顶的发电量约为 10 千瓦,即 0.01 兆瓦。

更多,更便宜

从绝对数字来看,这一发展恰逢其时。2022 年,整个地球将安装 1.2 兆瓦的太阳能发电设备。即使这些能源得到最佳利用,也不足以满足像德国这样的工业化国家的全部能源需求。

因此,我们的目标是在可能的情况下,到 2060 年在全球范围内提供 100 兆瓦的太阳能。这相当于美国年发电量的 25 倍。

每千瓦时的价格已经非常具有竞争力。在光伏系统的整个生命周期内,每千瓦时的价格为 6 美分。而使用过氧化物和硅的串联太阳能电池的价格仅为 6 美分的一半。

与化石燃料甚至核能相比,太阳能的价格要便宜得多。

问题是,投资必须在生产出第一千瓦时之前完成。而天然气或石油则需要逐步支付。对于核能,下一代必须担心处理成本。

因此,廉价、耐用和特别高效的太阳能组件非常受欢迎。

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Mario Petzold, 2023-11-30 (Update: 2023-11-30)