日本探索“热接纳”太阳能电池观点,可逾越电池效率理论极限!

导读:日本研究人员展示了一种“热接纳”太阳能电池的新观点,他们声称这种电池有可能跨越电池效率的理论极限。然而,他们说,一种适合能量过滤层的质料还没有被发现。该电池配备了一个100微米厚的硅吸收器,两个电极和载能过滤层放置在吸收器和电极之间。

日本探索“热接纳”太阳能电池观点    可逾越电池效率理论极限

来自日本国家先进工业科学手艺研究所(AIST)可再生能源研究中心和东京大学固体物理研究所(ISSP)的科学家展示了热接纳(HERC)太阳能电池的新观点。该设计依赖于晶体硅,而不是昂贵的强吸收直接缺口半导体质料。

在发表于《物理谈论应用》的论文《热接纳太阳能电池》中,演示的太阳能电池配备了一个100微米厚的硅吸收层,可以在高温下提取“热”电荷载体,在它们的能量以热的形式损失之前。

该电池还包罗两个电极,以及位于吸收器和电极之间的载流子能量过滤层。由于能量过滤层的温度梯度,电池的性能有所提高。

该模拟基于太阳能电池的非平衡理论。该理论形貌了吸收器中载流子的动力学、热剖析和萃取历程,并提供了一组速率方程来确定电子微观状态下的漫衍函数。

凭据科学家们的说法,这种新的电池观点解释,硅太阳能电池的转换效率另有提高的空间,跨越了所谓的打击-奎塞尔极限,即理论效率的最大值34%左右。

AIST的研究员Kenji Kamide说:“我们和其他与我们互助的团队现在正试图通过实验室水平的实验来获得它的观点证实。”

日本探索“热接纳”太阳能电池观点    可逾越电池效率理论极限

他以为,滤波层的半导体质料需要有合适的带偏移量,为能量选择性载流子传输提供最佳的阻挡高度,同时还需要低导热系数,以获得滤波层内部较大的温度梯度。“现在我们正在寻找用于能量过滤层的最佳候选质料,”他说。

据微锂电小组剖析,与传统的太阳能电池差别,该电池具有正温度依赖性,这意味着吸收器的效率随着温度的升高而提高。此外,Kamide说:“实现这一目的的要害和最具挑战性的手艺是找到合适的能源过滤层质料,制止安装到(热接纳)HERC结构中可能泛起的任何其他问题。”

当被问及这种电池的成本时,Kamide示意,现在尚无法举行成本估算,由于候选质料尚未确定。他肯定地说:“固然,低成本质料应该更好。”

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