光伏的未來
閱讀次數(shù):803 / 發(fā)布時(shí)間:2013-06-13
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關(guān)于光伏,除了清潔、便宜、取之不盡這些詞之外,還能有更多的形容么?光伏可以為世界提供足夠的能源,更為重要的是他可以被我們所控制,并且在很大程度上為我們所掌握。某種程度上可以把他看做是一個(gè)有著美好前途的運(yùn)動(dòng)員,無法確定他能發(fā)揮到多么好的程度,但是已經(jīng)很值得期待去看他的表現(xiàn)。
盡管如此,一些人覺得對于科研的支持還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,未能充分發(fā)揮他巨大的潛能。牛津大學(xué)的HenrySnaith認(rèn)為:基于一些原因,很多關(guān)于2020年或是2050年的規(guī)劃都未將太陽能作為主要的能源方式。他認(rèn)為做這些規(guī)劃的人根本就沒有將科技發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步的因素考慮進(jìn)去。
Snaith近期的工作取得了顛覆性的成果。他在研究染料敏化太陽能電池(DSSCs)時(shí)用鈣鈦礦物質(zhì)進(jìn)行改良,這一過程中取得了重要發(fā)現(xiàn)。一些鈣鈦礦物質(zhì)在被用作感光介質(zhì)時(shí)可以自身輸運(yùn)電荷,組成了這種電池的一部分電荷,可以極大地減少能量損失。Snaith說:"通常人們認(rèn)為鈣鈦礦是吸收光線的物質(zhì),并不是真正的半導(dǎo)體介質(zhì)。我們都被試驗(yàn)結(jié)果驚到了,這一發(fā)現(xiàn)使得電池的效率取得非常大的提升,從7%提高到10.9%。"
一切皆有可能,Snaith認(rèn)為:當(dāng)我們認(rèn)識到這是一種半導(dǎo)體介質(zhì)之后,可以把它應(yīng)用到薄膜太陽能電池的制造之中,可以極大降低成本,由于電子輸運(yùn)的原因可以降低損失,可以提升效率。取得這項(xiàng)進(jìn)展的同時(shí),Snaith在他最近發(fā)表的文章中運(yùn)用膠質(zhì)化學(xué)的方式從而避免了500攝氏度的燒結(jié),這在燃料電池的燒結(jié)階段是非常必要的。在他的新方法中最高的燒結(jié)溫度只需要150攝氏度。這將極大降低成本,并且在這個(gè)溫度范圍內(nèi)可以有更多的工藝窗口有待開發(fā)。更加值得關(guān)注的是,在這個(gè)工藝條件下可以有更加多的效率提升的潛力。
多結(jié)電池基于這一原理,通過幾個(gè)獨(dú)立的光吸收載體來分別吸收太陽光不同波段的能量最終達(dá)到提升轉(zhuǎn)化效率。利用Snaith的新的低溫技術(shù),這些不同的吸光載體可以沉積在一個(gè)器件的面上。而在從前這是不可能實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)楦邷氐臒Y(jié)使得下層電池被破壞了。Snaith的新技術(shù)研發(fā)的電池效率已經(jīng)達(dá)到12.3%,這是目前有報(bào)道的染敏電池的最高紀(jì)錄。Snaith認(rèn)為轉(zhuǎn)換效率還能提高到25%以上,這是目前晶硅電池的紀(jì)錄,染敏電池從來不會達(dá)到這么高的效率。Snaith希望這項(xiàng)技術(shù)能夠盡快投入到商業(yè)運(yùn)營,希望在兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)生產(chǎn)。不僅如此,他認(rèn)為這種電池的成本僅僅是目前晶硅電池的一半以內(nèi)。
Snaith對他的新技術(shù)充滿信心,但同時(shí)他也承認(rèn)尋找更好的太陽能電池材料將很困難。Snaith任然處于商業(yè)雛形,我們期待著更新的電池出現(xiàn),基于這個(gè)點(diǎn)上光伏的未來必將是燦爛光明的。