超高效太阳能发电不远了
- 来源:微型计算机Geek
- 关键字:太阳能,发电
- 发布时间:2010-09-27 14:27
这一次的发现可不是发明一种新的光伏材料或者改良现有的光伏电池结构这么简单，它是一种概念性的突破。领导此次研究的是材料科学与工程系的助理教授Nick Melosh，他将这种新的转换机制名为Photon EnhancedThermionic Emission（PETE）。PETE的特点在于可同时利用光线和太阳辐射的热量两种能源进行发电，在较高温度下的能量转换效率优于传统太阳能电池板。理论上，PETE可以大幅度减少生产太阳能所需的成本，使其足以作为常规能源与石油一争高下。
Melosh的研究小组发现，只要在半导体材料表面涂上一层薄薄的金属铯，就能使它同时使用光和热发电，这就是PETE效应。虽然大多数硅太阳能电池在温度达到100摄氏度时已呈现出惰性，但PETE的转换效率直到200摄氏度时都没有达到顶峰。事实上，温度越高，PETE的表现越好，因此屋顶之类的发电环境已经满足不了它了，温度可达到800摄氏度的抛物面聚光反射镜才是它应该待的地方。Melosh计算出在太阳能聚能器中，PETE效应可以得到50%以上的转换效率，而如果与热转换循环相结合，效率可达到55%甚至60%—几乎是现有的太阳能转换效率的两倍！
研究小组利用氮化镓半导体进行了相应的试验，不过他们在测试中获得的转换效率远低于所计算出的PETE的潜在效益。虽然镓氮化物是目前唯一一种在承受了预定的高温后仍然发生PETE效应的材料，不过研究人员已经积极乐观地开始寻找其他的材料，他们相信只要有了合适的半导体材料，PETE的实际效率可能会高达50%或60%。另一方面，研究小组也在努力使PETE发电设备从设计上兼容现有的光伏发电系统，从而使未来的改造工程变得相对便宜一些。
P E T E系统的另一个优点是节省材料，它不需要配备大块的硅电池板，对于单个的PETE设备，实际所需的材料仅仅相当于一个6英寸的晶圆。这样一来，建立一个太阳能农场的投资成本也将大大减少。不管从哪一方面看，PETE都是太阳能发电工业的福音，虽然它的转换效率暂时还达不到50%的理论值，不过据Melosh的保守估计，它至少能把太阳能转换效率从20%提升至30%，好歹也算是在当前的基础上提高了50%啊。
关注读览天下微信，
100万篇深度好文，
等你来看……