近年來,太陽能技術有了很大的發展。更多可行的商業領能源平臺正在以比以往更低的價格在更多地區獲得。太陽能運動仍接近成熟,并有望取得令人興奮的發展。
太陽能技術在短短幾年內取得了突飛猛進的發展。最近的進展包括: 1、超高效太陽能電池 2、夜間收集能量的太陽能電池板 3、第一個商業上可用的基于鈣鈦礦的光伏器件。 這一進展可能會在未來幾年繼續下去,并且是由于人們對潛在的環境崩潰、能源不安全和生活成本上升的認識不斷提高。隨著越來越多的實驗性太陽能電池走向商業化,以及更多的國內和工業消費者做出轉變,整個行業將繼續加快發展步伐,并為我們減少對化石燃料依賴的集體努力做出重大貢獻。 太陽能電池效率 太陽能電池(太陽能電池板中將陽光轉化為電能的光伏組件)的效率每年都在提高。然而,科學家們繼續研究太陽能電池的效率,以使它們能夠在與效率較低的同類電池相同的條件下產生更多的電力。美國國家可再生能源實驗室 (NREL) 的一個團隊最近強調了在自然光條件下創紀錄的 39.5%的太陽能電池效率。 該電池的效率和簡單設計使其特別適合高度受限的應用,在這些應用中,小面板會產生大量電力(例如在未來的飛機中)。 它也適用于低輻射空間應用,其中太陽光線中的能量比地球上的能量少。在這里,電池仍然實現了 34.2% 的轉換效率。該研究于 2022 年發表在 Joule 雜志上,展示了 NREL 開發的倒置變質多結 (IMM) 架構的破紀錄效率。這一效率是在科學家研究量子壁太陽能電池并操縱多個二維層后實現的。科學家將量子壁電池嵌入到 IMM 設備中,該設備具有三個結,每個結都針對太陽能光譜的不同波長進行了調整。
夜間太陽能 白天,來自太陽的輻射能極大地加熱了地球的地殼。然而,能量通常會流失到大氣和寒冷的周圍空間中。在 ACS Photonics 雜志上發表的一項新研究中,澳大利亞新南威爾士大學悉尼分校的一個光伏工程師團隊展示了他們新設備的成功試運行,該設備能夠將這種熱能轉化為電能。使用了一種稱為熱輻射二極管的發電裝置,它利用紅外能量以類似于夜視鏡的方式工作,但按比例放大。 商用鈣鈦礦太陽能電池 鈣鈦礦于 2009 年首次用于太陽能電池。英國曼徹斯特大學的科學家于 2016 年公布了一種新的破紀錄鈣鈦礦電池的詳細信息。在將太陽能轉化為電能時,鈣鈦礦晶體的效率大約是硅的五分之一。然而,第一個基于鈣鈦礦的面板非常脆弱,使用壽命很短。 普林斯頓大學的工程師最近在《科學》雜志上發表了一篇文章,介紹了第一個具有商業可行性壽命的鈣鈦礦太陽能電池。這是使鈣鈦礦光伏成為全球太陽能裝置標準裝置的重要一步。 工程師們認為,該設備可以以高于當前太陽能行業標準的效率運行至少 30 年。目前這批商業太陽能技術的最長壽命只能達到20年左右。除了高度耐用外,鈣鈦礦裝置還符合并超過太陽能電池板的效率標準。硅基太陽能電池自 1954 年首次推出以來一直主導著太陽能市場,但新的鈣鈦礦電池可能標志著硅太陽能霸主地位的終結。 鈣鈦礦晶體可以在室溫下制造,而且能量比硅低得多。這使它們的生產成本更低且更具可持續性。由于它們的靈活性——與硅的剛度和不透明性相反——鈣鈦礦晶體也可用于彎曲、弧形或圓頂太陽能電池板。 普林斯頓大學的工程師們展示了如何通過一種新的加速老化技術來克服鈣鈦礦的脆弱性,這種技術可以將太陽能電池的潛力擴展到硅的極限之外。
太陽能電池技術的未來 太陽能電池技術的進步沒有放緩的跡象。高效、低成本和易于安裝(輕巧、靈活)的太陽能電池板可能距離市場只有幾年的時間。
|