太陽能電池新技術可降低設備運行溫度 為新一代太陽能技術發展引入新范式

據美國《每日科學》網站10日報道，澳大利亞新南威爾士大學光伏和可再生能源工程學院和激子科學卓越中心的研究人員最近發現：利用單線態裂變和串聯太陽能電池兩種方法可更高效產生太陽能，同時有助于降低運行溫度，延長設備使用壽命，為新一代太陽能技術發展引入新范式。

串聯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，有助于設備捕獲更多的太陽光譜而用于發電。

傳統太陽能電池的最佳方案是每個光子產生一個電子作為電能的載體。而單線態裂變技術下產生的電子是傳統情況下的兩倍，即一個光子激發兩個電子。實現單線態裂變的設備中有并四苯，它可將單線態裂變產生的能量轉移到硅中。

世界各地的科學家和工程師正在努力尋找最佳方法，將串聯電池和單線態裂變過程整合到商用的太陽能設備中，以取代屋頂和大規模陣列中常見的傳統單結硅太陽能電池。

此次，研究人員的工作中突出了串聯電池和單線態裂變的一些關鍵優勢。研究人員表明，硅/鈣鈦礦串聯電池和基于并四苯的單線態裂變電池與傳統硅器件相比，都能在更低的溫度下運行。這將減少熱量損耗對設備的影響，延長設備的使用壽命，降低設備生產的能源成本。

例如，模塊工作溫度降低5℃—10℃，相當于每年發電量增加2%—4%。通常發現，溫度每降低10℃，器件的壽命就會翻一番。這意味著串聯電池的壽命增加了3.1年，單線態裂變電池的壽命增加了4.5年。

此外，單線態裂變電池還有另一個好處。當并四苯不可避免地降解時，它會對太陽輻射變透明，使電池繼續發揮傳統硅器件的功能。

這項研究成果主要作者杰西卡·亞捷博士說：“光伏技術商業價值可以通過提高能源轉換效率或延長運行壽命來實現。前者是下一代技術發展的主要驅動力，而(此前)人們幾乎沒有考慮后者，即潛在的壽命優勢。”