劍橋大學混合型太陽能電池可望實現95%轉換效率
日期：2024-11-25 07:38:31 作者：宏力精密鋼管 閱讀數：446英國劍橋大學(University of Cambridge)卡文迪許實驗室(Cavendish Laboratory)的研究人員們最近開發出一種新的混合型太陽能電池，據稱可使能效提升95%或更高。英國的研究人員們目前正致力于研究這種可層疊于標準矽晶太陽能電池上的有機配方，期望能進一步實現難以企及的近100%能效目標。
高能量的可見光被一種特殊有機涂料吸收，其所產生的配對三重線態則由無機太陽能電池有效吸收。
當今的矽晶太陽能電池在理論上可達到33.7%的最大轉換效率;入射光的其余部分則被升溫的電池耗盡。蓋茨劍橋?學金得主Maxim Tabachnyk、研究員Akshay Rao以及卡文迪許實驗室的其他研究人員們希望能開發出一種有機薄膜電池，能夠將浪費的能量有規率地轉換為電力的形式。
透過卡文迪許實驗室開發的混合PV電池途徑，可望明顯減少如此巨大的太陽能采集場。
“傳統的矽晶太陽能電池基本上就使得能量轉換效率受到限制，因為所吸收的能量中有許多都是高能量光源，由于過熱而浪費掉了，”Tabachnyk表示，“我們于是在傳統的矽晶太陽能電池上涂覆有機涂層，希望能將高能量的輸入光子分散成兩個三重線態激子，并使其電子轉換成矽。”
透過利用超短雷射脈沖轉化為有機并五笨，研究人員們采用雷射光譜在有機/無機介面表征超快速過程，然后依循在1飛秒之內發生的能量轉換，顯現出每個高能量光子的確存在兩個電子的結果，而非一般的每光子一個電子。這證實了在熱產生時浪費的最高能量光子也可以用于轉化為兩個激子配對，而使非有機太陽能電池可轉化成兩個電子的概念。
卡文迪什實驗室目前也致力于開發除了太陽能電池以外的其他應用。不過，Tabachnyk的研究團隊接下的計劃是希望能找到一種新的有機材料，以期能完美地因應傳統矽晶太陽能電池需要。
“我們的目標是先開發出這種比傳統矽晶元件更高效率的混合型太陽能電池原型，”他說，“然后再進一步最佳化這項設計，以提高其轉換效率以及符合業界需求，例如易于處理以及更加長效等。同時，我們也正致力于將這種新發現的能量轉換過程用于其他技術上。”