美科學家找到更便宜更高效的太陽能電池板材料

2021-01-19 中華人民共和國科學技術部

    賓夕法尼亞大學和德雷克賽爾大學的科學家花費5年時間，聯合研發出一種新型陶瓷材料，設計出一種獨特的太陽能電磁板，比現在市場上使用的電池板更便宜、效率更高，製造時間更短，不僅能利用紫外線，而且還能利用可見光和紅外線。

    跟目前普遍使用的光伏材料相比，這種陶瓷材料有3個優勢。一是比矽基材料薄。它是一種材料發揮兩種材料的作用。二是比當今高端薄膜太陽能電池材料便宜。三是這種材料是鐵電物質。極性可變，能超越當今理論上的太陽能電磁材料的能源效率極限。

    太陽能電池效率低的部分原因是收集太陽光線的顆粒要進入太陽能電池，並且向各個方向發散。為了讓它們往一個方向流動，勢必要穿過很多層的材料。顆粒每穿過一次，太陽能電池的能效就減少一次。該團隊的設計儘量減少層級。也就減少了損耗。他們用鈮酸鉀和鈮酸鋇鎳合成鈣鈦礦型晶體。這種晶體比目前使用的太陽能薄膜電池化合物半導體吸收光線高6倍，轉移密度高50倍。而且，調節材料的成分，效率還會提高。該材料廉價、無毒、地球儲量豐富。

    目前該研究團隊已經在美國能源部阿貢國家實驗室的先進光子源上完成了早期實驗。如果這種設計能從便籤尺寸擴大到全尺寸的太陽能電池，那麼就是向太陽能電池的市場化邁進了一大步。

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