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为太阳能电池提供更多光线:新型合金可提高效率

能转化为电能的光源远不止可见光。(pixabay/Bru-nO)
能转化为电能的光源远不止可见光。(pixabay/Bru-nO)
一个研究小组不是提高现有技术的发电量,而是将尚未使用的光能转化为电能。效率预计将提高三分之二,而这一切都离不开稀土元素。
Renewable Science

太阳向地球发出的光远不止可见光。首先是大量的红外线。你看不见它,但你可以在皮肤上感受到所谓的热辐射。

这些也是光子,但没有我们可见光光谱中的能量那么大。利用光伏原理,仍然可以从中产生电能。

而这正是立陶宛的一个研究小组与塔林大学(爱沙尼亚)合作成功实现的。他们开发出了一种新型合金,可以利用长波光发电。

其亮点在于与已知技术的结合。以这种方式建造的太阳能模块不是由单层组成,而是由三层利用光光谱的三个不同区域发电。这可以将光伏系统的效率从目前的 30%提高到 50%以上。

可控的努力

开发的要求是使用现成的材料,包括避免使用可归类为稀土元素的物质。

于是,一种由锡、钛、锆和硒组成的合金诞生了。其中最稀有的是硒,它不一定便宜,但全世界都能开采。与许多稀土金属相比,这是一个明显的优势,因为稀土金属的开采集中在世界上的少数地区。

硒的可靠耐久性和效率还有待进一步测试确认。同时,进一步增加可用光光谱的测试也已提上日程。

因此,有了相对容易获得的元素,未来获得更强大太阳能电池的机会并不渺茫。

即使每个表面积多发三分之一的电,也只是理论上可能实现的一半,就可以大大降低每千瓦时的成本,而目前的技术 ,每千瓦时的成本已经在 5 美分左右。在目前的技术条件下,每千瓦时的成本约为 5 美分。

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Mario Petzold, 2024-01-15 (Update: 2024-01-15)