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曾幾何時(shí)，“太陽(yáng)能光伏”給我們帶來(lái)了對(duì)更高的發(fā)電效率和更好的環(huán)保性能的憧憬。然而，近年來(lái)光伏發(fā)電并網(wǎng)難題、光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩、太陽(yáng)能產(chǎn)品價(jià)格走低、國(guó)際貿(mào)易糾紛四起等等因素，讓這個(gè)產(chǎn)業(yè)前景黯淡。也許，只有技術(shù)的革新才是這個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)依靠。

新型可彎曲可嵌入太陽(yáng)能電池

近日，美國(guó)硅谷的阿爾塔設(shè)備公司(AltaDevices)推出了一種新型的可彎曲可嵌入式太陽(yáng)能電池，且這種電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到驚人的29%。這種基于砷化鎵材料以及獨(dú)特的生產(chǎn)工藝技術(shù)的新型太陽(yáng)能電池或?qū)⒁l(fā)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的變革。

阿爾塔設(shè)備公司CEO克里斯·諾里斯表示：“我們主要在三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新。一個(gè)是高效的生產(chǎn)工藝、一個(gè)是砷化鎵晶片技術(shù)、一個(gè)是高效的轉(zhuǎn)換率。”他同時(shí)介紹到，首先在一個(gè)臨時(shí)的模板晶片上使用金屬有機(jī)氣相沉積工藝生產(chǎn)薄膜，然后將薄膜分離，并再次使用這個(gè)模板晶片，由此得到了極薄并可彎曲的薄膜，它可以做成任何形狀。

這種平板式傳統(tǒng)單藕合薄膜太陽(yáng)能電池具有較其他工藝生產(chǎn)的電池更高的轉(zhuǎn)換效率。而多重藕合薄膜太陽(yáng)能電池則含有多個(gè)層面，可吸收多種頻率，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率。據(jù)了解，在目前采用的太陽(yáng)能電池技術(shù)中，多數(shù)基于多晶硅或者單晶硅材料，其轉(zhuǎn)換效率最多可達(dá)到18%左右。

基于此，該公司表示其已規(guī)劃明年推出雙重藕合薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)品，轉(zhuǎn)換效率將提高到33%，而其未來(lái)3年的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到37%的太陽(yáng)能電池。

此外，加州大學(xué)伯克利分校電氣工程教授，同時(shí)也是阿爾塔設(shè)備公司的聯(lián)合創(chuàng)始人艾利·亞布隆諾維奇的研究小組發(fā)現(xiàn)，多年來(lái)大家研究的太陽(yáng)能電池都是盡可能收集光子來(lái)產(chǎn)生電能，但實(shí)際上，可以用相反的方法。他們認(rèn)為太陽(yáng)能電池散發(fā)光子的效果越好，電壓就越高，也可以產(chǎn)生更大的效率。

太陽(yáng)能電池產(chǎn)生電力，是因?yàn)閬?lái)自太陽(yáng)的光子撞擊電池內(nèi)的半導(dǎo)體材料，光子的能量使材料中的電子自由流動(dòng)。但是，這個(gè)過(guò)程中，撞擊釋放電子也可以產(chǎn)生新的光子，這個(gè)過(guò)程稱為發(fā)冷光。阿爾塔設(shè)備公司采用了這一理念，其新型的太陽(yáng)能電池中的光子不會(huì)消失在電池內(nèi)，并且增加了太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電壓。

據(jù)了解，這種新型電池的厚度僅有1微米，相比之下，人的頭發(fā)直徑大約為40微米。同時(shí)，可彎曲的特性可以激發(fā)更多應(yīng)用。克里斯·諾里斯說(shuō)：“人類100多年來(lái)最偉大的發(fā)明就是移動(dòng)性大大提升，飛機(jī)、汽車、輪船讓移動(dòng)更方便，但是能源的消耗也更嚴(yán)重，傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池笨重脆弱很難實(shí)現(xiàn)便攜，而我們的電池則可以輕松實(shí)現(xiàn)便攜和嵌入應(yīng)用。”

旋轉(zhuǎn)太陽(yáng)能電池效率高出20倍

近日，美國(guó)V3太陽(yáng)能公司在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種“旋轉(zhuǎn)太陽(yáng)能電池”，其比現(xiàn)有太陽(yáng)能電池發(fā)電效率高出近20倍。

據(jù)了解，這種“旋轉(zhuǎn)太陽(yáng)能電池”雖然其發(fā)電單元依然是傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板，但與眾不同的是，它有一個(gè)獨(dú)特的錐形支架。在使用時(shí)，支架會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且無(wú)須任何用來(lái)追尋太陽(yáng)移動(dòng)軌跡的軟件或硬件。

當(dāng)然，還有一點(diǎn)也是很重要的，那就是這種電池的外形真的很酷。

到目前為止，幾乎所有的太陽(yáng)能電池組都是由平板太陽(yáng)能電池所組成的。為了提高其發(fā)電效率，研究者一方面將太陽(yáng)能電池板安裝在可以追尋太陽(yáng)移動(dòng)軌跡的支架上，另一方面，則通過(guò)加裝透鏡或反射鏡讓更多的光線照射在太陽(yáng)能電池板上。不過(guò)，這兩種方法常常會(huì)導(dǎo)致電池板因被暴曬而溫度過(guò)高，嚴(yán)重時(shí)電池甚至?xí)粺龤А?/p>

為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，V3太陽(yáng)能公司的工程師將電池板安裝在一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的錐形支架上。這樣，每塊電池板被照射的時(shí)間相對(duì)較短，溫度不會(huì)上升至將其毀壞的程度，并且當(dāng)錐形架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，未被陽(yáng)光直射的電池板還可以自行冷卻。而用于驅(qū)動(dòng)錐形支架旋轉(zhuǎn)的電力，則來(lái)自于附著在其上的太陽(yáng)能電池板。

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這種新型太陽(yáng)能電池是集工程科技和藝術(shù)于一體的奇跡，既有遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)平板太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，又有令人著迷的外觀。

不過(guò)，價(jià)格或許是該電池唯一的缺憾。雖然該公司沒(méi)有透露具體的金額，但可以肯定，它會(huì)比傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板昂貴許多。所以，現(xiàn)在的問(wèn)題是，其20倍的光電轉(zhuǎn)化效率能否抵消其造價(jià)。