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释放光子更能提升太阳电池效率

2011-12-19 09:37
九一隐士
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  美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室科学家的理论研究发现,与传统的科学认知相反,提高太阳电池效率的关键不在于促使其吸收更多光子,而是令其发射出更多光子。研究成果发表在arXiv预印本文献库上。

  过去的研究工作中,太阳电池转换效率的提升依靠增加光子的吸收数量。但太阳电池吸收光子后产生的电子必须向外导出形成电流,如果电子导出速度不够,就会衰变并释放能量,如果能量以热能形式释放,就会降低太阳电池的输出功率,而如果这些能量以外部荧光的形式释放,则可以提升电池的输出电压,提高转换效率。

  根据Shockley-Queisser模型,太阳电池的光电转换效率存在极限(SQ极限),根据研究人员的计算,对于单结太阳电池而言,这一极限约为33.5%。研究计算表明,半导体砷化镓能够达到SQ极限。目前研究组领导者Yablonovitch和小组成员Owen Miller合创的Alta设备公司已可以制造转换效率28.4%的砷化镓太阳电池。

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