澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)的研究人員們,再次打破了光伏電池的能效記錄,將太陽能轉(zhuǎn)換效率提升到了驚人的34.5%。此前,美國的Alta Devices曾創(chuàng)下了24%的轉(zhuǎn)換率記錄,但UNSW下屬澳大利亞先進光電中心高級研究員Mark Keevers和Martin Green打造的新設(shè)備,又將性能提升了不少。2014年的時候,他們曾利用鏡子集中光線的方式,將轉(zhuǎn)換率定格在了40%以上。不過這一次,新設(shè)備并未“作弊”,而是在正常光照條件下取得的這一成績。
UNSW的Mark Keevers展示手上的裝置。
Keevers在一篇聲明中稱:“這個令人鼓舞的結(jié)果表明,我們在光伏發(fā)電領(lǐng)域的研究仍在進步,可以讓太陽能電池的效率達到更高”。
“通過讓每一束光線產(chǎn)生轉(zhuǎn)化成盡可能多的能量,對于降低太陽能發(fā)電成本是極為重要的,因其降低了所需的投資、回報也來得更快”。
新裝置由嵌入棱鏡的四片迷你模塊結(jié)合而成(大小為28cm2),當(dāng)陽光照射棱鏡的時候,會被分成四段輸入四聯(lián)接收器,從而增加了可從陽光中獲取到的能量。
新裝置的工作示意圖。
在玻璃棱鏡的一側(cè),是一片硅光電池(silicon cell);在另一邊,則是三結(jié)太陽能電池(triple-junction solar cell)。
這種太陽能電池有三層,各自對應(yīng)不同的光波,能夠最有效地利用光能,而剩下的光能會傳遞到下一層、最終紅外光波會被篩出反彈到硅光電池那邊。
遺憾的是,由于結(jié)構(gòu)太復(fù)雜、量產(chǎn)成本過高,當(dāng)前的原型裝置并不適合在屋頂上大規(guī)模應(yīng)用,不過團隊正在努力降低它的復(fù)雜程度。
與此同時,研究人員計劃將裝置的規(guī)模擴展得更大。比如Alta Devices的光伏電池,面積就達到了800cm2。如果新南威爾士大學(xué)的新型裝置也可以達到這種規(guī)模,就有望進一步減少邊際損失。
Green表示:“業(yè)界多年來一直未能達到這一效率水平,而近期德國Agora Energiewende的一份研究,還認(rèn)為要到2050年才能讓非聚焦太陽能收集模塊的效率達到35%并走入家庭應(yīng)用”。