打破记录的太阳能电池效率

利用一项新技术,在非常高性能的晶体硅太阳能电池平台上增加了多种创新特拉华大学在标准的地面条件下,太阳能电池的综合效率达到了创纪录的42.8%。

这一数字较去年12月公布的40.7%的纪录是一个重大进步,也是美国国防高级研究计划局(DARPA)设定的50%效率目标的重要里程碑。2005年11月,由ud牵头的财团收到了大约1300万美元的资金,用于DARPA非常高效太阳能电池(VHESC)项目的初始阶段,以开发负担得起的便携式太阳能电池充电器。

结合非常高效的太阳能电池的光谱分裂光学,超过93%的效率性能,这些最新的结果使太阳能电池模块的净效率比以往任何模块的效率都高出30%,是最先进的硅太阳能电池模块的两倍。

由于该联盟的技术表现,DARPA正在启动该计划的下一阶段,通过资助新成立的杜邦-特拉华大学VHESC联盟,将实验室规模的工作过渡到工程和制造原型模型。这项为期三年的努力可能价值高达1亿美元,其中包括行业成本分担。

这项开创性的研究由电气和计算机工程的首席研究员和UD教授Allen Barnett和电气和计算机工程的联合首席研究员和副教授Christiana Honsberg领导。两人领导着该大学的高性能太阳能项目,并将继续努力实现50%的效率,这意味着在50个月的时间里,基于硅平台的地面太阳能电池的效率将翻倍。

特拉华大学校长Patrick T. Harker说:“特拉华大学为Allen Barnett和Christiana Honsberg所取得的成就感到非常自豪,他们的研究和领导联盟的工作都是如此。”“我们感谢美国国防部高级研究计划局的信心大学和非常期待与杜邦公司和其他合作伙伴在工业、政府和学术界在这个项目,这将有广泛的应用,尤其有益于我们的男性和女性在服务”。

“密歇根大学已经成为一个重要的可再生能源研究中心,我们赞赏大学牵头的联盟的努力,”密歇根大学教务长Dan Rich说。“这个项目至关重要,特别是考虑到对替代能源的迫切需求。”

密歇根大学负责研究和研究生学习的副教务长Carolyn thorgood说:“大学致力于推动尖端研究,解决重要问题,并发明旨在改善社会的新技术。”“这个项目突出了密歇根大学的研究质量,也展示了合作的价值。”

太阳能产业协会主席Rhone Resch说:“这一基准的实现是正在发展的低成本太阳能光伏技术的重要一步。”“此外,我们赞赏DARPA对美国能源安全的战略投资。我们预计,该项目将导致广泛的商业太阳能应用,将有利于美国军方和美国消费者。”

“我们很多人都在参与一些项目,以实现真正的光伏能源未来。这个项目在未来已经开始运作了。DARPA已经超越了‘传统’,证明了创造力和专注可以显著加速革命性的研究平台概念向现实的转变,证明了这并不需要花费几十年的时间。”位于科罗拉多州戈尔登的国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)的美国能源部国家光伏中心主任劳伦斯·l·卡兹默斯基(Lawrence L. Kazmerski)说。“这是第一步,但对于确保我们的能源未来是我们所知道的样子,这是重要的一步。”

巴奈特说,该联盟的目标是生产出产能为50%的太阳能电池。他说,有了杜邦- ud财团的新资金和合作努力,预计新型高效太阳能电池将在2010年投产。

这种高效的VHESC太阳能电池使用了一种新颖的横向光学聚光系统,它将太阳光分成高、中、低三个不同的能量箱,并将它们导向由各种光敏材料制成的电池,以覆盖太阳光谱。欧洲杯足球竞彩该系统为不同的太阳能电池元件提供不同的浓度。该聚光器是固定的,具有广泛的接受角度光学系统,捕获大量的光,并消除了复杂的跟踪设备的需要。

VHESC将立即应用于高技术军事领域,这一领域越来越依赖于单个士兵和支持他们的设备的各种电子设备。2020欧洲杯下注官网同时,人们希望太阳能电池能有大量的商业应用。

如今,美国士兵的背包重近100磅,其中大约20磅是他们装备所需的三天电池。DARPA计划旨在大幅减少电池后勤管道,并在减轻重量的情况下为士兵提供更多的动力,从而提高机动性、生存能力和战场上先进电子技术的可用性。随着VHESC技术效率的显著提高,太阳能充电器可以集成到常见的战场设备中,如夜视镜、无线电和GPS导航系统。

Barnett和Honsberg说,达到42.8%是太阳能电池效率的一个重大进步,特别是考虑到该联盟使用的独特的小型和便携式架构,以及它的开发时间(21个月)很短。

现代的太阳能电池系统依赖于太阳光的集中,这一概念类似于年轻人用放大镜把纸片点着。Honsberg说,之前最高的40.7%的效率是通过一种高度集中的设备实现的,这种设备需要复杂的跟踪光学,并配备一个桌子大小的聚光透镜,厚度超过30厘米。

UD财团的设备可能要薄得多,不到1厘米。“这是我们实现50%效率目标的重要一步,”Barnett说。“这个百分比在任何情况下都是一个记录,但特别值得注意的是,它是低浓度的,大约放大20倍。它的低调和缺少可移动部件意味着它的便携性,这意味着这些设备很容易安装在笔记本电脑或屋顶上。”

Honsberg说,2%的增幅值得注意,因为0.2%的增幅已是常态,1%的增幅被视为重大突破。

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