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新材料 讓太陽(yáng)能電池更高效

2023年06月14日 11:45:48 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：7844

化石燃料對(duì)環(huán)境并不友好，并且，隨著時(shí)間的推移，可供人類利用的化石燃料會(huì)越來越少。因此，在可持續(xù)發(fā)展的大背景下，傳統(tǒng)化石燃料自然而然的陷入了能源發(fā)展與環(huán)保建設(shè)的矛盾之中。而依據(jù)能源發(fā)展依據(jù)從高碳能源向低碳、無碳能源演變的基本原則，可再生能源成為了一個(gè)重要的突破口。

　　【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】文明的發(fā)展伴隨著能源需求的提升，過去能源從生物質(zhì)能逐漸發(fā)展到化石能源從根本上滿足了當(dāng)時(shí)人們對(duì)能源的基本需要，從而促進(jìn)了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)的發(fā)展。與此同時(shí)為了更好的滿足能源存儲(chǔ)、能源輸送、能源利用的需求，化石能源也在原本基礎(chǔ)上衍生出了不同的形態(tài)直接改變了我們的生活。
 
　　但與此同時(shí)，化石燃料對(duì)環(huán)境并不友好，并且，隨著時(shí)間的推移，可供人類利用的化石燃料會(huì)越來越少。因此，在可持續(xù)發(fā)展的大背景下，傳統(tǒng)化石燃料自然而然的陷入了能源發(fā)展與環(huán)保建設(shè)的矛盾之中。而依據(jù)能源發(fā)展依據(jù)從高碳能源向低碳、無碳能源演變的基本原則，可再生能源成為了一個(gè)重要的突破口。
 
　　在眾多可再生能源中，太陽(yáng)能被寄予厚望。太陽(yáng)能本身屬于熱輻射能，在我們生活中普遍存在，而我們熟悉的太陽(yáng)能熱水器便是對(duì)其的一種有效應(yīng)用。但這種應(yīng)用其實(shí)是存在局限性的，因?yàn)榻^大多數(shù)時(shí)候我們對(duì)于能源的需求不在于“熱”，這時(shí)候就需要一個(gè)能源載體——電能。
 
　　事實(shí)上，即便是在化石燃料被廣泛應(yīng)用的今天，除了交通業(yè)之外，大部分居民是很少直接接觸化石燃料，而能源在我們生活中的主要形式也是電能，給我們生活帶來便利的設(shè)備，絕大多數(shù)也屬于電器。因此，想要進(jìn)一步發(fā)展太陽(yáng)能，就需要建立起太陽(yáng)能與電能之間的聯(lián)系。而這層聯(lián)系便是光伏發(fā)電。
 
　　光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)，因此，其發(fā)電效率與半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著密切聯(lián)系。得益于近年來技術(shù)的發(fā)展，如今光伏技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，許多國(guó)家也開始大力建設(shè)光伏發(fā)電廠。但與此同時(shí)，光伏依舊存在許多問題需要解決，例如發(fā)電效率。
 
　　光伏發(fā)電本身是一個(gè)很理想化的技術(shù)，因?yàn)殛?yáng)光在生活中普遍存在，但事實(shí)上，受限于環(huán)境因素，并不是隨時(shí)隨地都能采集到足夠的光，光伏設(shè)備對(duì)于光的利用效率也有限。例如在濃霧天氣，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光因?yàn)榇┩改芰?qiáng)，更容易被接收到。這也就導(dǎo)致了，許多時(shí)候，太陽(yáng)能電池板只能捕獲低能量光，想要提升發(fā)電量，只能增加電池板的面積。
 
　　不過就在最近，一項(xiàng)新的技術(shù)或?qū)⒔鉀Q這一問題。美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種能將低能量光轉(zhuǎn)化為高能量光的新型材料。據(jù)悉，該材料由超小硅納米粒子和有機(jī)分子組成，能有效地在其有機(jī)和無機(jī)成分之間移動(dòng)電子。這一特性使其可以吸收穿透力更強(qiáng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)光子，并將其轉(zhuǎn)化為短波長(zhǎng)藍(lán)色或紫外線光子。如果將其用于太陽(yáng)能電池，便可以有效的提升電池的光電轉(zhuǎn)化效率，理想的情況下，同樣的發(fā)電量下能夠縮小電池板近3成的體積。
 
　　此外，這一材料同樣可以用于醫(yī)學(xué)成像設(shè)備或者夜視鏡等監(jiān)測(cè)設(shè)備上，對(duì)于涉及到光學(xué)技術(shù)的儀器有著非比尋常的意義。
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