先進(jìn)的測量技術(shù)可以加速太陽能裝置的創(chuàng)新
閱讀次數(shù):935 / 發(fā)布時間:2012-07-30
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美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST)設(shè)計出一款通用測量系統(tǒng),,可以精確、快速地測量太陽能設(shè)備的電能輸出,這可以幫助研究人員和生產(chǎn)商努力研發(fā)和制造新一代的太陽能電池。

比現(xiàn)有的太陽能電池技術(shù)更有效、更具成本效益地將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的創(chuàng)新型設(shè)備是一個全球追趕的目標(biāo)--這意味著可以縮減化石燃料消耗,并且可以在高速發(fā)展的清潔能源國際市場競爭中奪取領(lǐng)先地位。
NIST團(tuán)隊組合了32個發(fā)光二極管,其中每個可以產(chǎn)生不同太陽光譜分區(qū)的光。將其他使用定制技術(shù)的現(xiàn)成設(shè)備組成一個系統(tǒng),可以在一個相對較大的面積上測量太陽能設(shè)備的附屬波長量子效率。
相對現(xiàn)有方法的預(yù)期優(yōu)勢:相對于大范圍使用白熾燈、氙弧燈和其他放電燈,其速度更快,易于操作,更均勻的照明,使用壽命要長10倍。
新的NIST系統(tǒng)可以容易地測量頻譜響應(yīng),其適應(yīng)兩種獨特卻又互補(bǔ)的方法來決定太陽能光伏設(shè)備在受到標(biāo)準(zhǔn)太陽光照的時候能發(fā)多少電。兩種方法都是直接的,而且使用相同的硬件設(shè)置。
在模擬太陽能輻射和描述太陽能設(shè)備的光電轉(zhuǎn)換效率方面,使用任意方法,該自動化系統(tǒng)比現(xiàn)有儀器都要更快速地產(chǎn)生測量結(jié)果。
一種連續(xù)激活LED燈的方法,相對于其他技術(shù)更少受制于干擾,大概在6分鐘內(nèi)產(chǎn)生一個頻譜響應(yīng)結(jié)果。使用另外一種方法,32個LED燈同時被激活,但是每一個都會以不同的速率產(chǎn)生脈沖。光伏設(shè)備對整個混合LED的太陽能響應(yīng)可以在大約4秒鐘內(nèi)確定。
研究人員稱,盡管易受干擾的影響,該快速的方法仍然有潛力作為確保質(zhì)量的內(nèi)嵌生產(chǎn)測試方法。
該新系統(tǒng)表明其向著NIST在2010年末召集的太陽能專家組設(shè)立的目標(biāo)跨進(jìn)了一大步。"為了通過更為準(zhǔn)確的性能評估加速所有類型光伏的開發(fā)和降低成本,這些專家設(shè)置了一個目標(biāo)--得到光譜響應(yīng)測量結(jié)果的時間低于10分鐘。
當(dāng)新系統(tǒng)打敗時間要求的時候,NIST團(tuán)隊將進(jìn)一步推動他們技術(shù)的發(fā)展以匹配相關(guān)目標(biāo)。他們的待辦事項列表包括匹配或超出太陽的能量密度,拓寬綜合LED頻譜,包括太陽輸出的紅外光部分。持續(xù)實現(xiàn)測量結(jié)果不確定性低于1%。
NIST物理學(xué)家Behrang Hamadani說,迄今為止通過他們的工作,NIST研究人員已經(jīng)證明,將LED應(yīng)用在太陽能模擬器中或者將其用來描述光伏或其他光電設(shè)備特性,在技術(shù)上是可行的。