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应用升级 光纤变太阳能电池

上网日期: 2009年11月10日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:太阳能电池? 乔治亚理工学院? 光纤?

太阳能电池一定得是平板状的吗?美国乔治亚理工学院(Georgia Tech)的研究人员开发了一种新技术,能将光纤变成细长状太阳能电池。

透过将染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell)与光纤电缆的外壳结合,乔治亚理工学院的研究人员展示了一种纤细、软性的太阳能电池,且其效率据说可达采用同样材料的平板太阳能电池之六倍。

“我们将这种光纤的末端直接面对太阳;”乔治亚理工学院教授Zhong Lin Wang表示:“在该光纤的旁边置放一个与外部负载(external load)链接的电极,就能收集所产生的电荷。”Wang是与该校研究人员Benjamin Weintraub与Yaguang Wei共同完成该研究。

染料敏化太阳能电池是在1990年代发明,是薄膜状的太阳能发电方案;不同于硅晶太阳能电池应用昂贵的半导体材料来发电,染料敏化太阳能电池是在周围环绕金属薄膜的电解质中,在氧化锌奈米线(nanowires)上使用廉价的染料分子(dye molecules)薄膜。当太阳光线照射在染料分子细胞上,它们会射出电子到金属薄膜,并传输到外部电极。

传统太阳能板的一个问题,是入射的光子很少有机会能在退化成热之前,于薄板中激发电子;但相反的,光纤能让光子有更多的机会与活性层(active layer)互动。Wang所制作的原型是使用20公分长的光纤,以确保能在长度范围内吸收最大量的光子。

这种技术只会收集光纤尖端的太阳光,然后光线会沿着光纤向下;而未来将研发的新版本则可能会使用外部透明的金属护套,好让光线从里面跟外面进来。研究人员也计划制造成束的子系统,包含数百条平行的光纤电缆。

研究团队也打算将这种新型太阳能电池的能量转换效率,由现在的3.3%提升到8%,好推向商业化。Wang表示,他打算用成本更低的廉价光纤材料来进行实验,并用氧化钛代替氧化锌来进一步提升效率。

在实际应用上,这种太阳能电池能让产品设计师开发出新形状的商业产品,或是在军事应用领域,纤维状的太阳能电池能内建在装备中用来供电。







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