新型材料有望大幅降低太阳能电池成本

发布时间：2010-3-3 12:05 发布者：嵌入式公社

加州理工学院近日研发出了一种新的太阳能电池，其基本原理是将细长的硅线阵列嵌入聚合物基板中。除了纤薄可弯曲外，它对太阳光的吸收和光电转换效率方面都取得了极大地突破。此外，和传统太阳能电池所需要的昂贵的半导体材料量相比，这种新型太阳能电池仅需要一小部分。

应用物理学及材料学教授Harry Atwater和Howard Hughes表示：“这些太阳能电池首次突破了传统的吸光材料的光捕获极限。”新型太阳能电池所采用的硅线阵列对单一波长的入射光的吸收率高达96%，对全波长阳光的捕获率可达85%。

光电转换率最高可达100% 新型可卷曲太阳能电池研发成功

Atwater指出：“许多材料对光线的捕获能力很好，但是却无法转换成电能，比如黑涂料。对于太阳能电池来说，吸收的光子能否转换为电荷载子（charge carrier）也非常重要。”而他们研发的硅线阵列太阳能电池则可以将所吸收光子的90%至100%转换为电子。从技术上讲，这种阵列拥有几近完美的内部量子效率（internal quantum efficiency）。

Atwater总结说：“对光的高吸收率和较好的转换能力成就了这种太阳能电池的高质量。”

硅线阵列中的硅线长度在30至100微米（micron）之间，直径仅为1微米。整个阵列的厚度相当于硅线的长度，但是从面积或体积角落来看，这种材料中只有2%才是硅，其它98%都是聚合物。由于硅是传统太阳能电池中一种很昂贵的成分，所以这种只需要传统所需量1/50的太阳能电池投产的成本将低很多。

加州理工的团队正在专注于提高电池的工作电压和总体尺寸。Atwater教授说，他们正想办法向人们展示，正常尺寸的电池和他们已经做出的小型电池具有同样的转换效率。

网友评论

sherwin 发表于 2010-3-3 15:43:38

真的假的？忽悠么？

老郭 发表于 2010-3-3 16:25:37

米国网站看到的，应该比较可信。官方资料在这里：

Thin Film Photovoltaic Materials
http://daedalus.caltech.edu/research/thinfilmpv.php

游客 发表于 2010-3-3 21:10:51

4.1?

huangqi412 发表于 2010-3-4 12:33:34

对全波长阳光的捕获率可达85%。
绝对不相信，目前才百分之10多...差距太大...

terrysun 发表于 2010-3-4 12:38:38

真的么！

liangjia 发表于 2010-3-4 13:40:25

捕获率85%，转化率接近100%太夸张了吧，远超光合作用了！

huangqi412 发表于 2010-3-4 14:16:33

目前可以肯定不会有人造物效率超过植物器官...

游客 发表于 2010-3-4 21:14:00

我没有查到这条新闻

老郭 发表于 2010-3-4 21:34:40

报道太多了

EETimes: http://www.eetindia.co.in/ART_8800598834_1800007_NT_c829804c.HTM
路透社：http://www.reuters.com/article/idUSN1316303620100214?type=marketsNews
科学美国人：http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=photovoltaic-breakthroughs-brighten-outlook-for-cheap-solar-power

用英文谷歌搜一下，有的是http://news.google.com/news?hl=en&source=hp&q=caltech%20cell&aql=&oq=&um=1&ie=UTF-8&sa=N&tab=wn

游客 发表于 2010-3-5 12:09:10

Their efficiency is almost as good as that of traditional silicon wafers, yet they require just one percent of the silicon in such wafers.
我狂晕............翻译一下:
"它们的效率几乎和传统硅面一样, 但仅用了1%的硅"

那个85%是吸收的频谱带宽

游客 发表于 2010-3-5 12:10:04

标题改改吧. 中文阅读理解都没做好.........

老郭 发表于 2010-3-5 13:42:50

科学美国人的部分原文及译文：

Photovoltaic Breakthroughs Brighten Outlook for Cheap Solar Power
光伏技术突破照亮廉价太阳能前景

By David Biello

Enough sunlight bathes Earth's daytime half in an hour to meet all human energy needs for a year. Sadly, there are several problems with meeting human energy demands by tapping such abundant, free solar power—not least of which is the cost of making semiconducting material that can cheaply harvest the power in sunlight. But material improvements from the California Institute of Technology and IBM might just lower the cost of solar power.

照射地球半小时的阳光就足够让全人类用上一年。可悲的是，人类面临几项难题来开采这么丰富的免费能量，其中包括制造半导体材料的成本。然而，加州理工大学和IBM的材料研究进展有可能降低太阳能的生产成本。

Graduate student Michael Kelzenberg and other materials scientists at Caltech employed vertical crystals of silicon—microwires, like "blades of grass," Kelzenberg says—to capture as much as 85 percent of the full spectrum of incoming sunlight, the researchers report in the February 14 Nature Materials. (Scientific American is part of Nature Publishing Group.) Their efficiency is almost as good as that of traditional silicon wafers, yet they require just one percent of the silicon in such wafers.

加州理工的研究生Michael Kelzenberg和其他一些材料科学研究人员采用一种像草叶一样（Kelzenberg语）的垂直硅晶体microwire来捕获高达85%的全光谱入射阳光。这项研究已发表在2月14日的自然材料刊物上。他们的效率几乎和传统硅片一样高，但这种薄膜只需要1%的硅。

"With one one-hundredth of the material, we've gotten it to absorb 96 percent of the peak visible light," Kelzenberg says. "There's lots of reasons to believe this could be scaled to make thin-film solar cells."

“用1%的材料，我们让它吸收96%的峰值可见光”，Kelzenberg说。“有很多理由相信，这种材料可以用来生产薄膜太阳能电池。”

z_weijun518 发表于 2010-8-31 02:13:37

转化率接近100%太夸张了吧

新型材料有望大幅降低太阳能电池成本

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