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    鈣鈦礦電池或代表太陽(yáng)能未來(lái)

    據(jù)英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》周刊網(wǎng)站10月21日?qǐng)?bào)道,人們普遍認(rèn)為,一小時(shí)內(nèi)照射到地球上的陽(yáng)光足以滿足全球一年的電力需求,這種看法也確實(shí)沒(méi)錯(cuò)。目前,部分陽(yáng)光通過(guò)太陽(yáng)能電池板方陣轉(zhuǎn)化為電能:到2023年底,這些電池板覆蓋了近1萬(wàn)平方公里的地球表面,產(chǎn)生約1600太瓦時(shí)的電量,約占全球發(fā)電量的6%。

    然而,大多數(shù)轉(zhuǎn)化過(guò)程都有其局限性。硅太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的最大理論效率約為29%。其余的太陽(yáng)能以熱能的形式散失。這個(gè)理論最大值只能在實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)。此外,當(dāng)電池被組裝成太陽(yáng)能電池板時(shí),電池板的總效率不太可能超過(guò)26%。這在一定程度上是因?yàn)殡姵睾兔姘宓钠渌糠?如框架)之間的空間無(wú)助于發(fā)電。連接電池的電線中也不可避免地存在能量損失。

    然而,太陽(yáng)能的未來(lái)可能存在于剛剛投入生產(chǎn)的一種更高效的新型太陽(yáng)能電池。它們由一系列名為鈣鈦礦的晶體材料制成,能夠令電池板的實(shí)際效率遠(yuǎn)高于30%。

    作為硅的替代品,鈣鈦礦對(duì)研究人員如此有吸引力的原因之一是,除了能有效地吸收陽(yáng)光中的能量,它還可以用容易獲得的材料、以低廉的成本制造,這些材料包括一些金屬和鹵素(比如氯、溴和碘)。

    雖然鈣鈦礦的吸光超能力為人所知已有一段時(shí)間,但它們一直很難被利用,其中一個(gè)重要原因是鈣鈦礦降解很快,而且容易受潮。因此,研究人員正在尋找使它們更穩(wěn)定的方法,并調(diào)整制造過(guò)程以保護(hù)電池免受其他因素的影響。

    開(kāi)發(fā)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池板的領(lǐng)導(dǎo)者之一是牛津光伏公司,它是一家位于牛津大學(xué)附近的英國(guó)公司,該公司的研究活動(dòng)就是在牛津大學(xué)開(kāi)始的。該公司已開(kāi)發(fā)出所謂的串聯(lián)電池,它由一層薄薄的鈣鈦礦放在傳統(tǒng)的硅層之上組成。該公司的設(shè)想是,這兩種材料一起工作可以從陽(yáng)光中提取比單獨(dú)使用更多的能量。該公司首席技術(shù)官克里斯·凱斯解釋說(shuō),為了做到這一點(diǎn),位于上層的鈣鈦礦層被調(diào)整為吸收光譜藍(lán)端的光,而下層的硅層則吸收光譜紅端的光。

    該公司在德國(guó)開(kāi)設(shè)了一家工廠,剛剛開(kāi)始向其第一個(gè)客戶(一家未具名的美國(guó)公用事業(yè)公司)供應(yīng)第一批商用串聯(lián)型太陽(yáng)能電池板。

    其他公司也即將把各自的鈣鈦礦/晶硅疊層太陽(yáng)能電池板投入商用。韓國(guó)大型工業(yè)集團(tuán)韓華集團(tuán)已向一家工廠投資1370億韓元(約合1.02億美元),為該集團(tuán)的Qcells系列太陽(yáng)能電池板生產(chǎn)串聯(lián)電池。該公司表示,在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模下,單個(gè)電池的最高效率達(dá)到29.3%,這將使其新電池板在發(fā)電方面明顯表現(xiàn)更好。

    令人毫不意外的是,中國(guó)供應(yīng)商也在忙著開(kāi)發(fā)鈣鈦礦。目前基于實(shí)驗(yàn)室的鈣鈦礦串聯(lián)電池效率的世界紀(jì)錄是34.6%。這一紀(jì)錄是中國(guó)主要太陽(yáng)能電池制造商隆基綠能科技股份有限公司在6月份創(chuàng)造的。該公司于2023年10月開(kāi)始研究這種電池的大規(guī)模生產(chǎn)。

    鈣鈦礦串聯(lián)電池為太陽(yáng)能發(fā)電提供了更令人鼓舞的消息,只要它們能在實(shí)際應(yīng)用中證明自己的話。如果它們做到了,那其他公司必然會(huì)大規(guī)模應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù),釋放太陽(yáng)能發(fā)電量的另一輪指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。一些公司正在開(kāi)發(fā)其他材料來(lái)制造太陽(yáng)能電池,盡管一些材料(比如砷化鎵)價(jià)格昂貴,用途僅限于航空航天等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。(編譯/馮雪)

    作者: 來(lái)源:參考消息網(wǎng) 責(zé)任編輯:jianping

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