美國團隊研發新型太陽能電池，轉化率高達20%，或將取代石油

2020-08-01 宇宙行者

審核-小文

可再生和零汙染是太陽能兩個最大的優勢，但和其他新能源相比它的劣勢也很明顯，例如轉化率高、轉化成本高、對自然環境條件有嚴格的要求等等，這些原因使得太陽能一直只能在新能源市場佔很小的板塊。但實際上如果人類可以大大提高轉化太陽能的效率，那麼太陽能將會照亮人類文明未來發展的道路。


美國團隊研發新型太陽能電池，轉化率高達20%，或將取代石油


根據環球網7月15日的新聞，來自美國威斯康星大學的一支科研團隊近期研發出了一套新型的太陽能轉化裝置，該裝置名為「太陽能液流電池」。該研究團隊表示，這套新型裝置無論是在成本還是轉化效率上，都要比如今市面上大部分太陽能轉化裝置出色一些。那麼這套裝置到底有什麼看點？


美國團隊研發新型太陽能電池，轉化率高達20%，或將取代石油


導致太陽能的轉化效率低的原因是什麼？

太陽能轉化率低這個問題我們經常在媒體新聞上聽說，但大多數人也就知道這個結果，而不知道這個結果背後的原因。之所以存在太陽能轉化效率低的情況，是因為轉化裝置還無法適應所有波段的光。對太陽光稍微有了解的人都知道，太陽光是由不同波段的光組成，而不同波段的光所含有的能量也不同。


美國團隊研發新型太陽能電池，轉化率高達20%，或將取代石油


能量高一些的光子照射在太陽能接收板上後能夠繼續深入，直到最後完成被吸收的工作。而能量不足的光子無法到達接收板深層次的結構，從而無法被轉化為電能。其次，太陽光照射在接收板上有一部分被反射出去，這也會降低太陽能的轉化效率。

該新型電池的效率如何？

根據報導，威斯康星大學的這個研究小組顯先是示在理論建模的幫助下篩選出在理想電壓下能保持狀態的化學物質，而後利用這些化學物質進行不同組合搭配，以探索哪種組合能夠達到更高的轉化效率。最後研究人員發現鈣鈦礦和矽的組合在液流電池的環境中能夠發揮最高的效率，因此他們的太陽能液流電池就這樣形成了。


美國團隊研發新型太陽能電池，轉化率高達20%，或將取代石油


如今市面上大多數鈣鈦礦電池的太陽能轉化效率普遍只有18%甚至更低，而該研究團隊發明的太陽能液流電池能將轉化率提高到20%左右。不僅如此，該電池還能夠在持續十幾小時的工作下保持高效率的狀態，而且壽命和電池容量也很出色。雖然新能源電池的轉化率僅提高了2%，但有可能對整個太陽能電池行業來說是巨大的推動。


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不積跬步無以至千裡，不積小流無以成江海

從上個世紀後期開始，人類就已經研究如何將太陽能轉化為電能，如今幾十年過去了，這一領域仍然未有震驚世界的突破，太陽能轉化效率一直都很低。但中國有句古話叫「不積跬步無以至千裡，不積小流無以成江海」，雖然現在我們在這方面走得慢了一些，但始終是在積累經驗和技術，終有一天量變會引發質變。

參考資料：

環球網 7月15日 《科學家研發太陽能液流電池：轉換效率達20%》

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