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夜晚落在经典的太阳能电池板上吗?

发布时间:2017-08-01 20:03:35来源:未知点击:

作者:Duncan Graham-Rowe新型电子太阳能电池可以从热量中获取能量,可以使夜间工作的传统面板SOLAR电池的输出翻倍这听起来像是矛盾的,但是新一代纳米级光敏天线很快就能实现这一目标,预示着一种新型的可再生能源,可以避免许多困扰太阳能电池的问题美国能源部爱达荷州爱达荷国家实验室技术的先驱之一史蒂文诺瓦克说,这些新设备的关键在于它们能够收集红外(IR)辐射太阳光谱中近一半的可用能量存在于红外波段,太阳落下后,地球表面会重新发射红外线,这意味着天线甚至可以在夜间捕获一些能量实验室测试已经表明,在理想条件下,天线可以收集84%的入射光子 Novack的团队计算出一个完整的系统整体效率为46%;最有效的硅太阳能电池停滞在25%左右更重要的是,虽然这些理想条件对硅太阳能电池的约束相对狭窄 - 如果太阳处于错误的位置,光线会从硅太阳能电池反射而不是被吸收 - 天线会以各种角度吸收辐射诺瓦克表示,如果天线可以廉价生产,那么这项技术可能会真正具有破坏性 ??数十亿个微型天线的太阳能阵列效率高达84%与使用光子释放电子的光伏电池不同,新的天线在被光波击中时会产生共振,并产生可以被利用的交流电为了构建可捕获可见光和红外辐射的阵列,研究人员设想了多层天线,每层调谐到不同的光频率到目前为止,两个主要挑战阻碍了太阳能发电的革命首先,天线的长度必须接近所捕获的波长的大小,在太阳光谱的情况下,其可以非常小 - 从毫米到几百纳米其次,产生的电流将在频率太高而无法使用的情况下交替,除非它们首先被转换成稳定的直流电这里的问题是,对转换至关重要的硅二极管通常不能在所需的高频下工作,英国曼彻斯特大学的纳米电子工程师Aimin Song说这两个障碍现在都被打破了今年早些时候,Novack及其同事完善了一种创建数十亿个天线阵列的技术虽然这些天线只是小到足以在红外光谱的远端获取能量,但Novack表示应该可以修改工艺并构建更小的天线以适应中红外和近红外与此同时,科罗拉多大学博尔德分校的Song和Garret Moddel团队通过创造能够处理高光学频率的新型二极管,独立地在解决电流转换问题上迈出了重要一步(参见“二极管中的魔鬼”)两个集团都希望在几个月内将二极管和天线结合到工作原型中 “这有可能成为真正改变游戏规则的人,”莫德尔说半导体二极管就像阀门一样,将交流电转换成直流电为了使用新型天线,它们必须在接收的AC频率下工作并匹配天线的导电特性半导体不适合这种情况,因为它们在缩小到天线尺寸时往往导电性降低几个小组已经解决了这个问题,根据不同的概念创造了二极管一个是在微小的尺度上,器件的物理几何形状会影响电流:通过在几何结构中产生不对称性,电子可以通过漏斗方式单向流动更多关于这些主题: