新型聚光光伏电池效率达到50%

2011-3-1 10:50| 发布者: admin| 查看: 566| 评论: 0|来自: 麻省理工科技创业

摘要: 新电池可以使太阳能更好地匹配太阳光谱，价格低于每千瓦小时10美分。有一家新创公司名为太阳能交叉公司（Solar Junction），这家公司说，它的先导制造工厂正在生产太阳能电池组，这些电池的效率超过目前市场上最好的 ...

新电池可以使太阳能更好地匹配太阳光谱，价格低于每千瓦小时10美分。

有一家新创公司名为太阳能交叉公司（Solar Junction），这家公司说，它的先导制造工厂正在生产太阳能电池组，这些电池的效率超过目前市场上最好的产品。这一进展依赖于新的半导体材料，这些材料都是公司开发的，这一进展有助于制造一种类型的太阳能系统，这种系统称为聚光光伏系统，是一种更有吸引力的方式，可以用太阳发电。

聚光光伏系统只占今天太阳能总额的一小部分，只有几兆瓦的生产容量装机，相比之下，有很多千兆瓦容量的是传统太阳能电池板。它们局限于特别阳光好的地方，在那里它们与太阳热能竞争，太阳热能是今天最便宜的太阳能形态，它使用镜子，聚集阳光，目的是产生蒸汽，驱动汽轮机。这些进展是属于太阳能电池效率方面，只是最近才使聚光光伏系统更经济，在某些地区就是这样。

克雷格-斯托弗（Craig Stauffer）是太阳能交叉公司创始人之一，这家公司位于加利福尼亚州圣何塞市（San Jose），他说，他公司的新电池可以使太阳能价格低于每千瓦小时10美分，形成对比的是每千瓦小时16.5美分或更多，这是典型太阳能电池板的价格。太阳能交叉公司的电池需要较少的层，少于许多其他超高效太阳能电池，而且可更好地匹配太阳光谱。

太阳能交叉公司的电池根据设计是用于光伏系统，要使用很多镜子或透镜，聚集阳光1000倍。聚集阳光可提高大部分太阳能电池的效率，但是，这些太阳能电池根据设计要采用这样的高度聚光，就是所谓的多结电池，这种电池效果特别好，因为它们包含两个或三个半导体层，用以吸收不同颜色的太阳光，而不是单一的半导体层，这种单一层用于传统太阳能电池板。

聚光太阳能发电已经受阻，因为难以找到一些半导体，以便在分离光谱时有最佳方式，但是，这种半导体也有相应的结晶结构，这就使这种电池易于制作。太阳能交叉公司的技术解决了这一问题，可用于红端光谱（infrared end of the spectrum），这部分已证明是最具挑战性的，对多结电池的开发而言就是这样。在传统的多结电池中，有些半导体材料根据设计是用于这部分光谱，但要么是吸收的光都是太远的红外线，要么是不兼容其他半导体，因此，电池就需要昂贵的缓冲层。

斯托弗说，他公司的新材料都没有这些问题。他没有透露具体这些材料是用什么制成，但他说，其晶体结构可兼容其他半导体材料，用于多结电池，并且可以进行改进，以吸收不同波长，从而提高效率。这家公司称它们是可调式光谱晶格匹配材料（Adjustable Spectrum Lattice Matched materials）。

这种新电池使用了一种新材料，可以转换41%的太阳光能量，转化为电能，相对比的38%至39%是市场上的其他多结电池。（世界纪录的效率比这高，但研究人员已经取得这样的水平，采用的是一次性电池，是在实验室制成的，不是生产线上生产。）跳上两个百分点就可大大改变太阳能系统的价格，尤其是聚光光伏系统，只有约20%的成本是属于电池。提高电池输出功率，就会从数量上减少透镜、金属框架、跟踪系统和其他元件，这些占80%的成本。

斯托弗说，该公司也制成了两种新的半导体，可用于未来的电池，这样就可以使效率高达50%。因为这些材料都很容易生长，就在彼此顶部生长，因此，这种五层设备的制备只需要同样的成本，就像三层设备一样。他预计，该公司能生产这种电池，时间是在五年之内。

“我不会感到惊讶，如果它们达到50%，但问题是什么时候，它们将花费多少钱，”杰里-奥尔森（Jerry Olson）说，他是科罗拉多州戈尔登（Golden）国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）的首席科学家。他说，这一计划将需要更长的时间，可能会超过公司的设想，因为这种太阳能电池是复杂的。

即使不到每千瓦小时10美分，聚光光伏系统发电价格仍远为昂贵，超过化石燃料，化石燃料成本往往不到每千瓦小时六美分，并具有相当的优势，就是可以昼夜运行。奥尔森说，虽然聚光光伏系统还比较少见，但它们有可能成为最便宜的一种太阳能光伏电池，因为高度聚集阳光，会在用量上减少所需土地和昂贵的半导体材料。