10日?qǐng)?bào)道，澳大利亞新南威爾士大學(xué)光伏和可再生能源工程學(xué)院和激子科學(xué)卓越中心的研究人員最近發(fā)現(xiàn)：利用單線態(tài)裂變和串聯(lián)太陽能電池兩種方法可更高效產(chǎn)生太陽能，同時(shí)有助于降低運(yùn)行溫度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，為新一代太陽能技術(shù)發(fā)展引入新范式。
串聯(lián)電池可以由硅和鈣鈦礦納米晶等新化合物組合而成，鈣鈦礦型納米晶具有比硅更大的帶隙，有助于設(shè)備捕獲更多的太陽光譜而用于發(fā)電。
傳統(tǒng)太陽能電池的最佳方案是每個(gè)光子產(chǎn)生一個(gè)電子作為電能的載體。而單線態(tài)裂變技術(shù)下產(chǎn)生的電子是傳統(tǒng)情況下的兩倍，即一個(gè)光子激發(fā)兩個(gè)電子。實(shí)現(xiàn)單線態(tài)裂變的設(shè)備中有并四苯，它可將單線態(tài)裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)移到硅中。
世界各地的科學(xué)家和工程師正在努力尋找最佳方法，將串聯(lián)電池和單線態(tài)裂變過程整合到商用的太陽能設(shè)備中，以取代屋頂和大規(guī)模陣列中常見的傳統(tǒng)單結(jié)硅太陽能電池。
此次，研究人員的工作中突出了串聯(lián)電池和單線態(tài)裂變的一些關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。研究人員表明，硅/鈣鈦礦串聯(lián)電池和基于并四苯的單線態(tài)裂變電池與傳統(tǒng)硅器件相比，都能在更低的溫度下運(yùn)行。這將減少熱量損耗對(duì)設(shè)備的影響，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備生產(chǎn)的能源成本。
例如，模塊工作溫度降低5℃—10℃，相當(dāng)于每年發(fā)電量增加2%—4%。通常發(fā)現(xiàn)，溫度每降低10℃，器件的壽命就會(huì)翻一番。這意味著串聯(lián)電池的壽命增加了3.1年，單線態(tài)裂變電池的壽命增加了4.5年。
此外，單線態(tài)裂變電池還有另一個(gè)好處。當(dāng)并四苯不可避免地降解時(shí)，它會(huì)對(duì)太陽輻射變透明，使電池繼續(xù)發(fā)揮傳統(tǒng)硅器件的功能。
這項(xiàng)研究成果主要作者杰西卡·亞捷博士說：“光伏技術(shù)商業(yè)價(jià)值可以通過提高能源轉(zhuǎn)換效率或延長(zhǎng)運(yùn)行壽命來實(shí)現(xiàn)。前者是下一代技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力，而(此前)人們幾乎沒有考慮后者，即潛在的壽命優(yōu)勢(shì)。”
