下面新聞?dòng)蓪I(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)變壓器、直流高壓發(fā)生器、直流電阻測(cè)試儀、串聯(lián)諧振、變壓器變比測(cè)試儀、數(shù)字兆歐表、氧化鋅避雷器帶電測(cè)試儀、真空度測(cè)試儀、回路電阻測(cè)試儀等的廠家揚(yáng)州市蘇中電力實(shí)習(xí)記者小苗推薦:
美國(guó)西北大學(xué)的研究人員日前突破了碳納米管太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率近10年來無法提升的困局,將其轉(zhuǎn)化效率從1%提高到了3%以上,讓一度沉寂的碳納米管太陽能電池研究再次進(jìn)入了人們的視野。相關(guān)論文發(fā)表在《納米快報(bào)》雜志上。
由于比傳統(tǒng)材料更輕更薄更靈活,碳納米管剛一問世就被認(rèn)為是制造新型太陽能電池的理想材料,但此后的嘗試卻讓科學(xué)家們屢屢受挫:不管采取什么方法,碳納米管太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率永遠(yuǎn)都在1%左右徘徊。這個(gè)數(shù)字不但無法和目前主流的硅太陽能電池相提并論,與其他新近出現(xiàn)的新材料相比差的也不是一星半點(diǎn)。
但這項(xiàng)新研究無疑給人們帶來了新的希望。報(bào)道,由西北大學(xué)材料工程學(xué)教授馬克˙漢森開發(fā)出的這種新技術(shù)讓碳納米管太陽能電池的效率從1%提升到了3%,并成為頭個(gè)被美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證的碳納米管太陽能電池。
漢森說:“近10年來碳納米管太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率一直徘徊在1%左右,甚至已經(jīng)趨于穩(wěn)定,但我們打破了這一僵局。雖然**值仍然不高,但縱向比較仍然是一個(gè)顯著提升。”
漢森的絕招就是碳納米管的手性,即一個(gè)物體與其鏡像不重合的現(xiàn)象,具體來說就是碳納米管的直與彎。當(dāng)碳卷曲成為碳納米管時(shí),有可能存在上百種不同的手性。在過去,研究者傾向于選擇具有良好半導(dǎo)體性能的一類特定手性,并且盡量用它們制造出一塊完整的太陽能電池板。但問題是,每個(gè)碳納米管的手性只能吸收特定波長(zhǎng)范圍的光,這樣的太陽能電池?zé)o法吸收大部分其他波長(zhǎng)的光。而漢森的研究團(tuán)隊(duì)制造了一塊包含多種手性的碳納米管太陽能電池。碳納米管太陽能電池效率提升3倍。
實(shí)驗(yàn)顯示,新型太陽能電池與其前輩相比能夠吸收更廣泛波長(zhǎng)的陽光。此外,這種新型太陽能電池甚至能夠吸收近紅外波長(zhǎng)的陽光,這是目前很多先進(jìn)的薄膜太陽能電池都無法實(shí)現(xiàn)的。
雖然對(duì)碳納米管而言這是一個(gè)重要的里程碑,但相對(duì)于其他材料這個(gè)轉(zhuǎn)換效率仍然比較落后。下一步,漢森的研究小組將對(duì)該技術(shù)繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn),制造出一種具備多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合碳納米管太陽能電池,每一層都將根據(jù)太陽光譜中特定的波長(zhǎng)進(jìn)行優(yōu)化,因而將能夠吸收更多的光。此外,他們還可能加入如有機(jī)或無機(jī)半導(dǎo)體材料等新材料來補(bǔ)充碳納米管。
漢森說:“我們想要做的就是盡可能吸收更多的光子,并將其轉(zhuǎn)化為電能。換句話說,就是制造出一種能夠一次性**匹配多個(gè)波長(zhǎng)陽光的太陽能電池。這是這項(xiàng)研究的**目標(biāo)。”
總編輯圈點(diǎn)。碳納米管太陽能電池效率提升3倍。
碳納米管導(dǎo)電性好、對(duì)光吸收率高,這是它被認(rèn)為特別適合制作太陽能電池的原因。但這項(xiàng)研究一直處在非常初級(jí)的階段,其關(guān)鍵問題在于,人們能不能找到合適的形態(tài)工藝,然后深入掌握碳納米管中電荷產(chǎn)生和分離的原理?而今轉(zhuǎn)換率打破10年來僵局,無疑極大增強(qiáng)了業(yè)界的信心,不過除非其轉(zhuǎn)換率能達(dá)到10%,不然作為太陽能電池,其基本是沒有商業(yè)化生產(chǎn)的必要的。
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