镓氮砷合金材料太阳能电池效率达40%
硅太阳能电池的效率一般只能达到20%,效率更高的电池都很复杂,也很昂贵。据美国物理学家组织网1月24日报道,美国劳伦斯·伯克利国家实验室科研人员伍雷戴克·瓦卢克维领导的研究小组,用一种名为镓氮砷(GaNAs)合金的特殊材料和简单的组合方法,使他们制造的多带型太阳能电池效率达到40%以上。研究论文发表在近日出版的《物理评论快报》上。 在标准半导体太阳能电池中,带隙将电池分成导带和价带,靠光子激发带隙两边的电子—空穴对来产生电流。只有能量超过带隙的光子能产生电流,这导致了太阳能能量转化的门槛:小的带隙能吸收更多光子,产生更大电流但电压不足,而大的带隙能产生更大电压却电流有限,因此大部分太阳光子不能被吸收。 这一门槛意味着,要让太阳能电池更高效,必须在不同的板层用不同的带隙进行复杂的叠装,让电池不同部分吸收不同的太阳光谱。瓦卢克维说:“将某些半导体混合能有效提高太阳能电池的效率,但这种方法一般很复杂。目......阅读全文
镓氮砷合金材料太阳能电池效率达40%
硅太阳能电池的效率一般只能达到20%,效率更高的电池都很复杂,也很昂贵。据美国物理学家组织网1月24日报道,美国劳伦斯·伯克利国家实验室科研人员伍雷戴克·瓦卢克维领导的研究小组,用一种名为镓氮砷(GaNAs)合金的特殊材料和简单的组合方法,使他们制造的多带型太阳能电池效率达到40%
英国研发具备绝佳光吸收力的新材料用于可穿戴设备
钙钛矿可望成为太阳能电池的理想材料 英国牛津大学(Oxford University)的研究人员们发现一种具有绝佳光吸收力的新材料,可以用来制造出超高效率太阳能电池。此外,科学家们也证实这种材料具有良好的反射性,因而可用于制作低成本的激光器。 这种材料称为钙钛矿(perovs
四结光伏电池转化率44.7%创世界纪录
据物理学家组织网9月24日报道,德国弗朗霍夫太阳能系统研究所、法国聚光光伏制造商 Soitec公司、德国柏林亥姆霍兹研究中心今天携手宣布,他们制造出一款在太阳光浓度为297下光电转化效率高达44.7%的四结光伏电池,创造了新的世界纪录。他们表示,最新研究有望大幅降低太阳能发电的成本并为获得转
我科学家首创出新型太阳能电池
日前,厦门大学物理与机电工程学院康俊勇教授课题组研发成功一种新型太阳能电池,即将氧化锌和硒化锌两种宽带隙半导体材料用作太阳能电池,从而大大稳定了太阳能电池的性能并使其寿命延长。这也是国际上首次实现了宽带隙半导体在太阳能电池中的应用。近期,英国皇家化学学会的《材料化学》杂志发表了这一成果,在国际上
中国科大研制出新型柔性太阳能电池
中国科学技术大学教授熊宇杰课题组基于应用广泛的半导体硅材料,采用金属纳米结构的热电子注入方法,设计出一种可在近红外区域进行光电转换且具有力学柔性的太阳能电池。研究成果日前发表于《德国应用化学》。 据了解,目前大多数太阳能电池都是针对可见光进行吸收,占太阳光52%的近红外光并没有得到高效利用。因
多层太阳能电池转换效率高达41.1%
10月27日,德国弗劳恩霍夫协会在布鲁塞尔领取了欧洲技术与研究组织协会(EARTO)颁发的2010年创新奖。EARTO是欧洲研究和技术组织的行业协会,其颁发的创新奖旨在表彰研究和技术组织推动了经济和社会进步的研究工作。 此次获奖的研究工作来自于弗赖堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所
太阳能电池板的功率计算、发电效率及使用寿命
太阳能电池板是通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置,大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”,当光线照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了跃迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的
电工所在CdTe薄膜太阳能电池研究方面取得进展
中科院电工研究所太阳能电池技术实验室利用磁控溅射的方法,仅用了半年时间,就在商业化节能玻璃上制备出了厚度仅为2 µm厚的CdTe(碲化镉)多晶薄膜。经中科院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证,其转化效率达到12.78%,这标志着电工所在CdTe薄膜太阳能电池研究方面取得
半导体的奇妙世界:从光伏应用到半导体材料的光电转化
在科技的浩瀚海洋中,半导体材料扮演着举足轻重的角色。常温下,半导体的电导率介于导体与绝缘体之间,使得它们在各种电子设备中担当着关键的角色。从集成电路、消费电子、通信系统到光伏发电、照明、大功率电源转换等领域,半导体的应用无所不在。 半导体材料,如硅、锗、砷化镓等,具有独特的电学特性,可以在各种
太阳能发电的方式介绍
太阳能发电方式太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。(1) 光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样。太阳
中科院电工所制备铁电半导体耦合光伏器件
记者日前从中科院电工所获悉,该所化合物薄膜太阳能电池研究组在普通钠钙玻璃上制备的铁电-半导体耦合光伏器件,经中科院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证,其转化效率达11.3%。 铁电-半导体耦合光伏器件,又叫纳米偶极子太阳能电池,属第三代太阳能电池。与传统PN结不同的是,该光伏器件是
日本新技术使太阳能电池光电转换率增一倍
日本京都大学的一个研究团队在英国《自然·光子学》网络版上发表文章说,他们研制了一种特殊的滤膜,能使太阳能电池的光电转换效率相对于“普及”水平提高一倍以上。 据日本《朝日新闻》网站15日报道,目前最普及的硅太阳能电池的光电转换效率一般在20%左右,经技术改良达到30%已经很不容易。这是由于太
利用非富勒烯受体材料研究有机叠层太阳能电池获进展
太阳能是人类可利用的最丰富的可再生能源,太阳能电池是将太阳能直接转换成电能,而不会产生二氧化碳排放。有机光伏(OPV)材料和器件以其溶液处理的低成本、丰富的原材料以及可以制备成柔性和半透明器件等突出优点,成为新一代太阳能电池的重要研发对象。在有机太阳能电池中,将具有互补吸收光谱的两个本体异质结(
新型太阳能电池高效利用近红外光能量
中国科学技术大学熊宇杰教授课题组基于应用广泛的半导体硅材料,采用金属纳米结构的热电子注入方法,设计出一种可在近红外区域进行光电转换且具有力学柔性的太阳能电池。研究成果近日在线发表在国际重要化学期刊《德国应用化学》上。 目前大多数太阳能电池都是针对可见光进行吸收,占太阳光52%的近红外光并没有
德国科学家开发出将太阳光转化为氢气的新型半导体材料
太阳能可以被利用来将水分离成氧气和氢气,产生的氢气是燃料,可使之凝结,或进一步化学变化后储存。对于这个生产过程——光化学电解或是光电解产氢——至今没有成熟合适的材料体系。需要的是可以吸收和利用水中光线的半导体,来为光电解将电荷载体送至材料表面,产出氢气。理想的半导体自然是硅或是黄铜矿,就如光伏所
有机半导体激子扩散距离可达8微米
据物理学家组织网10月11日报道,美国罗格斯大学研究人员发现,激子在有机半导体晶体红荧烯中的扩散距离是以前认为的1000多倍,该距离与激子在制备无机太阳能电池的硅、砷化镓等材料中的距离相媲美。科学家认为,新的研究发现有望让有机太阳能电池的成本更低、性能更卓越,或许可以取代硅基太阳能
太阳光“压缩”成红外光线-光电转化率可提高到80%
美国几所大学的研究人员合作开发出一种热光电系统,有望将太阳能电池的转换效率提高到80%。该研究成果发表在10月16日出版的《自然·通讯》杂志上。 传统太阳能电池的硅半导体只吸收红外光,而高能量光波,包括大部分的可见光光谱,都以热能形式被浪费掉。虽然在理论上,传统太阳能电池的转换效率可达34
太阳能电池板的主要种类
太阳能电池板是通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置,大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”,但因制作成本较大,以至于它普遍地使用还有一定的局限。当前,晶体硅材料(包括多晶硅和单晶硅)是最主要的光伏材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依
电工所研制出首例突破11%的铁电半导体耦合光伏器件
日前,中国科学院电工研究所化合物薄膜太阳能电池研究组在普通钠钙玻璃上制备的铁电-半导体耦合光伏器件,经中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证,其转化效率达到11.3%。 铁电-半导体耦合光伏器件也称为纳米偶极子太阳能电池,属于第三代太阳能电池。与传统PN结不同的是,这种光伏
新碳纳米管天线可收集更多太阳光
据美国物理学家组织网近日报道,美国研究人员首次利用碳纳米管制成了一种可捕捉和收集太阳光的“天线”,其收集太阳光的效率是普通光伏电池的100倍,该新天线可使用在太阳能电池中,提高其光电转化效率。新技术有望使研究人员研发出更小更强大的太阳能电池阵列。该研究发表在最新出版的《自
中科大成功研制出新型柔性太阳能电池
近日,《德国应用化学》发表中国科大新型柔性太阳能电池最新研究成果。研究人员基于课题组先前研究的半导体-金属界面上的热载流子注入效应,取得了近红外光区光电转换性能提高,使占据太阳光中52%的近红外光得到高效利用。 中国科大熊宇杰教授课题组设计了一种可在近红外区域进行光电转换且具有力学柔性的光伏
德国太阳能电池-创造效能转化新纪录
德国弗劳恩霍夫研究所以及柏林赫姆霍兹研究中心近日宣布,研发出一种新型太阳能电池,并创造了效能转化的新纪录。 通过三年的努力,研究人员研发出的这种太阳能电池可将效能转化率提高至44.7% ,浓度可达297声纳。这意味着包括红外线和紫外线在内的太阳能中,有44.7%都可以转化为电能。这在太
高效晶体硅太阳能电池研究有突破
经过在8月初的论证,中科院微电子研究所在基于下转换原理的高效晶体硅太阳能电池研究中取得进展。 世界光伏新能源产业近几年飞速发展,晶体硅光伏电池仍处于主流地位,占据78%的市场份额。据业界预测,未来10至15年之内晶体硅光伏电池仍将占据市场主导地位。晶体硅电池的理论极限效率为31
通过操纵光子动量,纯硅光学性能提升四个数量级
美国加州大学尔湾分校科学家领导的国际科研团队,通过操纵入射光子的动量,使纯硅从间接带隙半导体变为直接带隙半导体,其光学性能提升了4个数量级。相关论文发表于最新一期《美国化学学会·纳米》杂志。研究团队解释称,这一光子现象的奥秘在于海森堡不确定性原理。当光被限制在几纳米以下的尺度时,动量分布会变宽。其动
深圳先进院等在黑磷光伏器件研究中取得新进展
近日,中国科学院深圳先进技术研究院研究员喻学锋与中南大学冶金与环境学院副教授杨英以及物理与电子学院副教授肖思等合作,在黑磷光伏器件应用领域取得进展。相关论文Black phosphorus quantum dots based photocathodes in wideband bifacial
碲化镉薄膜太阳能电池的结构
碲化镉薄膜太阳能电池是在玻璃或是其它柔性衬底上依次沉积多层薄膜而构成的光伏器件。一般标准的碲化镉薄膜太阳能电池由五层结构组成:1、玻璃衬底:主要对电池起支架、防止污染和入射太阳光的作用。2、TCO层:即透明导电氧化层。主要起的是透光和导电的作用。3、CdS窗口层:n型半导体,与p型CdTe组成p-n
太阳能电池材料硒化锡纳米线化学合成研究获进展
太阳能电池材料硒化锡纳米线化学合成研究取得进展 中科院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室太阳能研究部、催化基础国家重点实验室分子催化与原位表征研究组(503组)李灿院士、张文华研究员领导的小组在太阳能电池新材料硒化锡(SnSe)的合成研究中取得进展。 硒化锡是一种重要的IV-V
中国科大构筑新型近红外柔性太阳能电池
目前大多数光伏器件(即太阳能电池)都是针对可见光进行吸收,占据太阳光中52%的近红外光并没有得到高效利用。正因为如此,增强在近红外区域的太阳光吸收和利用,成为一个关键科学问题,对器件类型的设计及机制研究提出了具体要求。 针对该关键问题,日前中国科学技术大学教授熊宇杰课题组基于地球上含量最高且应
新染料能大幅提高太阳能电池能效
(图片来源:美国物理学家组织网) 据美国物理学家组织网12月13日报道,美国北卡罗莱纳州立大学的科学家最近发明了一种新型“敏化剂”染料,其能捕获更多的环境光和太阳光,性能胜过目前市场上的染料敏化太阳能电池(DSSC)使用的染料,有望大幅改进太阳能电池的性能并让其他从光线获取能源的技
单晶硅太阳能电池与多晶硅太阳能电池区别和共同点
一、区别:单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作