2013年12月12日
独特的太阳能电池板设计用一个新的陶瓷材料点可能提供可持续的电力更便宜,更有效,需要更少的生产时间。也达到了40年来的目标发现大部分光伏材料可以利用能量从可见光和红外线,紫外线。
新材料对太阳能电池板可能使他们更便宜、更高效。信贷:菲利斯Macera
扩大这个新设计的便笺簿原型尺寸的太阳能电池板将是一个大的一步使太阳能与其他发电方式相比负担得起的。它还将帮助国家对国家电网的目标创建一个接收它的力量通过风能和太阳能资源的三分之一。
这便宜的太阳能未来可能比我们想象的更早期测试这种新材料,由宾夕法尼亚大学的科学家领导的研究小组和德雷克塞尔大学。进行了测试,在某种程度上,在先进的光子源位于美国能源部的阿贡国家实验室。
陶瓷材料的团队创建了一个新类,有三个主要的好处。欧洲杯足球竞彩首先,它可以产生一个太阳能电池板,比今天更薄的硅市场领导者用两种材料做的工作之一。其次,它使用更便宜的材料比用于今天的高端薄膜太阳欧洲杯足球竞彩能电池板。第三,铁电材料,这意味着它可以切换极性,超过理论节能的关键特征限制了今天的太阳能电池材料。
太阳能电池板效率较低的部分原因是,粒子从太阳收集进入太阳能电池在各个方向传播。欧洲杯猜球平台让他们都流向一个方向通常需要层不同的通灵材料。每次这些层之间的粒子通过一些迷欧洲杯猜球平台失,降低太阳能电池的能量效率。团队的新设计使用层限制损失更少,使用铁电材料消耗更少的能量粒子。欧洲杯猜球平台
花了五年多模型和设计这种组合的材料属性。材料使用钙钛矿晶体用铌酸钾的组合和镍铌酸钡。这显示显著改善了今天的典型的铁电材料。新材料六次可以吸收更多的能量和传输光电流密度50倍。进一步优化材料的成分应该扩大效率,科学家们说。
“这个家庭的材料尤其引人注目,因欧洲杯足球竞彩为它是由廉价、无毒和地球上充足的元素,与化合物半导体材料目前用于高效薄膜太阳能电池技术,”Jonathan Spanier说,团队成员从德雷克塞尔大学的材料科学与工程系。欧洲杯线上买球
一篇论文中概述的工作是“visible-light-absorbing铁电和光伏材料钙钛矿氧化物”上个月发表在《自然》杂志上。欧洲杯足球竞彩
研究人员使用x射线结晶学和粉末衍射部门11 APS,确保材料的晶体结构和对称。这个乐器和其独特的邮寄项目提供方便和快速获得最高分辨率粉末衍射数据在北美,提供了一个非常详细和准确的照片这陶瓷材料的原子结构。
使用一套实验工具,研究小组证明材料在一个方向上移动能量的能力没有穿越层,从而最大限度地减少能量损失。这种能力称为体积光生伏打效应已经知道自1970年代,但直到现在,只是紫外线中,可以观察到,大多数能源来自太阳的可见光和红外光谱。
通过调整组件元素的百分比在这种新材料,研究小组表明,它们可以减少所需的能量诱发传导,称为能带。
“母体材料的能带隙紫外线范围,“Spanier说,“但仅增加10%的镍铌酸钡移动能带到可见范围和接近理想的价值高效太阳能转换。”
来源:http://www.anl.gov/