【擠壓出更多的太陽能發電】

方格

【擠壓出更多的太陽能發電】

 

 

小皮特設備

科學家在美國已經設計了一種新的太陽能電池，它可以同時使用發電太陽的光和熱。

 

他們聲稱，該設備可以更效率比任何光伏板或太陽能熱在自己的工廠經營- 和潛在的競爭，讓太陽能與化石燃料的成本計算，每千瓦小時。

 

在一個普通的半導體太陽能電池，光子來激發電子從細胞的價帶其傳導帶。

 

然後收集的電子在電極來產生電流。

 

不幸的是，光子的能量少比半導體的帶隙不能激發電子，而更多的能量比光子帶隙失去他們的剩餘能量以熱的。

 

其結果是，大部分的太陽能丟失事件。

 

這餘熱可以，原則上應收回使用它來熱身的液體具有高沸點，水的能量轉移，然後使用所產生的蒸汽驅動渦輪機。

 

但在實踐中嘗試結合太陽能光伏等熱設備都沒有取得成果。

 

問題是，而最有效的光伏電池在低溫（低於 100 ℃） ，太陽能發動機的工作最好在高溫（高於 200 ℃）。

 

然而，尼克Melosh和同事在美國斯坦福大學現在說，他們已經設計了一種新的電子設備，依靠光激發，但實際上變得更有效率較高的溫度。

 

他們所做的是適應一個“熱離子能量轉換器 -

 

一個裝置，可以將光能轉化為熱能直接轉化為電能。

 

該裝置最初是由美國航天局都和蘇聯政權深空飛行任務，但沒有成功商業化，因為它不能轉換超過 15 ％的光子到目前的傳入。

 

利用過剩。

阿熱離子能量轉換器包括一個陰極和陽極分隔真空差距。

 

阿電流可以流動如果熱源提供電子在陰極有足夠的能量來擺脫他們的主體材料- 通常是鎢-和交叉的差距。

 

在斯坦福大學設計，陰極是由半導體和電子的第一激發到導帶，再經真空到達陽極。

 

隨著能源的差距需要跨越來自多餘熱能光子所提供的事件，這個光子增強熱電子發射﹝皮特）可以索賠的研究人員，創造更高的電壓比傳統光電器件具有相同的帶隙。

 

的伎倆，他們說，是使半導體光子離開，而不是留在它，因為在一個純粹的固態光伏，增加加熱會導致電子旅行距離，而不是對，陰極，從而降低了輸出電壓。

 

Melosh和同事還沒有建立一個太陽能電池技術，但在此基礎上有測試的原則，通過放置一個銫氮化鎵晶圓塗層內的真空室，加熱室在溫度高達400 ° C，然後啟發晶圓不同波長的光。

 

他們發現，電子更容易被釋放，因為他們提出的溫度，而且，排放更多的精力進行電子比他們開始用。

 

換句話說，在電子拿起熱能除了光子的能量。

 

研究人員說，一皮特細胞會工作最好由經營它與太陽能熱發電廠使用拋物線反射鏡集中太陽光。

 

該單元將收穫部分入射光和輸出，為電力能源，然後傾倒的廢棄物加熱到工作流體的太陽能熱植物，它會驅動一台蒸汽發動機，產生更多的電力。

 

放置在每一個拋物面焦點，細胞將一盤的材料直徑不超過15厘米，斯坦福研究小組的估計。

 

Melosh說，以這種方式進入50-60 ％的太陽能轉換成電能可以相比，峰值僅42％迄今取得的光伏電池暴露在陽光和集中記錄了31％的太陽能熱電廠。

 

但他承認，這個數字的50-60 ％是理論上的。其實在實驗中，他的集團實現效率僅為0.1 ％。

 

然而， Melosh強調，該實驗的目的是要證明的基本原則而不是為了實現高效率，與銫塗層氮化鎵已被用於確保在高溫下的穩定。

 

他的研究小組現在正研究更高性能的材料，如砷化鎵，並Melosh希望有一個設備準備在三年內商業部署。

 

這項研究發表在 自然材料。

 

關於作者：埃德溫卡特奇是一個總部設在羅馬的科學作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/43438