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高效太阳能电池能吸收50%以上能量

时间:2018-08-20  已阅读过:次

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    太阳光中包含了多种不同波长的光,目前的太阳能电池只能利用其中很少的一部分。美国科学家利用一种新方法,造出了能吸收50%甚至更多阳光能量的太阳能电池材料。

    据最新一期英国《新科学家》杂志报道,太阳能电池使用半导体材料来吸收阳光中的光子,并将其转换成电流。每一种半导体只能吸收特定能量范围的光子,这个范围称为该材料的“能带隙”。能带隙越宽,电池的效率则越高。目前最好的太阳能电池使用两种不同的半导体层来扩大其能量吸收范围,最多可以利用阳光能量的30%。

    曾有理论预测说,两个能带隙的组合可以使能量吸收率达到50%,但此前还没有哪一种材料能做到这一点。美国劳伦斯-伯克利国立实验室的科学家使用一种称为“氮化镓铟”的半导体,改变不同层中铟和镓的比例,调节其能带隙范围,结果达到了上述吸收率。如果使用多层成分比例不同的氮化镓铟,吸收率有可能会更高。

    由于以前数据表明氮化镓铟能带隙很窄,有关它在太阳能电池材料方面的应用一直不受重视。此次实验中,科学家使用非常复杂且昂贵的方法,以每次生长一个原子层的方式生产出纯度极高的氮化镓铟晶体,大大拓宽了其能带隙。他们正寻求与美国国立可再生能源实验室合作,试图降低这种材料的制造成本。

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