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高达240亿美元的太阳能电池板市场应该采用更先进的除尘技术。很多人都知道太阳能的优点,但很少人知道其致命弱点:尘土。很少量(0.00484367821 kg / m2)尘土就可以让太阳能电池板的能量转化率降低40%。 为了解决这个问题,科学家们把目光转向火星,人们把类似技术用在了火星上。美国宇航局和波士顿大学为执行火星任务开发了一种自清洁技术,用来对抗火星上的红色尘土。这种自清洁涂料可以帮助宇航员和航空设备清理太阳能电池板上的尘土。 目前该技术还没有实现商业化,其中包括一种带有尘土监测传感器的透明涂料。当电池板上尘土积累过多时,这些传感器会向涂料发射一个电荷,然后涂料会发出一束电子冲击波,通过有限能量震掉电池板上的尘土。每当尘土过多的时候,这种技术可以在两分钟之内最高可除去90%的尘土。
我国薄膜太阳能电池装备“破冰” 太阳能电池产业化有望提速 8日,中国首台代表国际尖端水平的薄膜太阳能电池关键生产设备——等离子体增强型化学气相沉积设备(PECVD)在上海成功下线,这被视为中国在新能源高端装备领域取得的“零的突破”。“中国造”的PECVD性能领先于国外同类产品,价格大幅低于后者,国内薄膜太阳能电池产业化进程有望提速。 PECVD首次“国产化”:薄膜太阳能电池产业化有望加速 创造这一突破的是注册在浦东张江高科技园区的理想能源设备公司。据该公司总经理钱学煜介绍,一片“1.1米×1.4米”的普通平板玻璃完成导电层覆膜后,进入PECVD反应腔,完成化学气象材料叠层结构的覆膜,厚度增加了两个微米,即成为转化率可达10%的薄膜太阳能电池。 2009年8月,留美博士钱学煜与20多名曾在国际一流企业有过丰富经验的设备、工艺和管理专家成立理想能源公司。一年多里,该公司相继完成了PECVD首台机的研发、中试、下线,并申请了10多项核心技术专利。 据介绍,该设备采用了创新的超高频射频技术,精密的真空和温度控制技术,快速的自动传输技术以及多腔多片的反应腔系统等,大大提高了产能,其产品性能优于国际一流设备,但价格远低于同等的进口设备。 钱学煜说:“从国外进口一台这样的设备要两三亿元人民币,我们自己生产的大概只需一亿元左右。一台设备年产能约有15兆瓦,三台设备便可组成一条年产能近50兆瓦的生产线。” 工业和信息化部装备工业司副司长李东表示,高端薄膜太阳能电池关键生产设备的研制成功,为中国新能源产业下一步的发展奠定了坚实基础。
中国科技网讯 据英国《自然》杂志网站近日报道,尽管薄膜太阳能电池应用广泛,但其也有“先天不足”:薄膜越薄,制造成本越低,但当其变得更薄时,会失去捕光能力。美国科学家表示,当薄层厚度等于或小于可见光的波长时,其捕光能力会变得很强。科学家们可据此研制出厚度仅为现在商用薄膜太阳能电池厚度的1%、但捕光能力却大有改善的薄膜太阳能电池。 科学家们用射线—光极值这一理论最大捕光值来标识一种材料最多能捕获多少光线,但是,只有当材料具有一定的厚度时,才能达到这一峰值。目前,科学家们已经制造出了吸光层的厚度仅为0.1纳米的薄膜太阳能电池,但这样纤细的薄膜会漏掉很多光。 然而,现在,加州理工学院应用物理和材料科学教授哈里·阿特沃特和同事在最新一期《纳米快报》杂志上指出,他们找到了一种巧妙的方法,使薄层能帮助太阳能电池超越射线—光极值。他们发现,当薄层的厚度小于可见光的波长(400到700纳米)时,薄层会同这些可见光的波特性相互作用而不是将可见光看成一条直直的射线。阿特沃特说:“当我们制造出的薄层厚度等于或小于可见光的波长时,一切规则都改变了。”这样,一种材料的吸光能力不再取决于厚度,而取决于光线和吸收材料之间的波作用。 通过计算和计算机模拟,阿特沃特团队证明,让一种材料对光更有“胃口”的技巧在于,制造出更多“光态”让光来占领,这些“光态”就像狭缝一样,能吸收特定波长的光。一种材料的“光态”数量部分取决于该材料的折射率,折射率越高,其能支持的“光态”就越多。 其实,早在2010年,斯坦福大学的教授范汕洄(音译)和同事就将“光态”数确定为一种材料能吸入多少光线的主要因素。他们用一种折射率较高的材料将一种折射率低的材料包围,结果发现,高折射率材料的出现能有效提高低折射率材料的折射率,增强其捕光能力。 阿特沃特团队对上述结论进行了延伸,最新研究表明,薄膜吸光器内挤满 “光态”会大大增强其捕光能力。而且,可通过几种方式(比如,用金属或晶体结构包住吸光层或将吸光器嵌入一个更复杂的三维阵列中)来提高吸收器的有效折射率。范汕洄表示:“最新研究表明,我们可以采用多种不同的方法有效地突破射线—光极值。” 美国托莱多大学的罗伯特·柯林斯表示,阿特沃特团队的研究是“非常关键的第一步”。但他也认为,这项技术还面临着诸多挑战,比如,需要额外的工业过程来制造这些超薄的薄膜,这会导致成本增加。(刘霞)