Hubble solar arrays. (Reference image by NASA/ESA, Wikimedia Commons).
美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)的研究人員創(chuàng)造了一種太陽能電池，在1個太陽的全球照明下，其效率達到了創(chuàng)紀(jì)錄的39.5%。這是所有類型中效率最高的太陽能電池，使用標(biāo)準(zhǔn)的1個太陽條件進行測量。該標(biāo)準(zhǔn)量等于100 mW/cm2的輻照度，是指在測量儀器的波長范圍內(nèi)，單位面積上從太陽接收到的電磁輻射功率。根據(jù)科學(xué)家們的說法，這種新電池可能適用于高度受限的區(qū)域應(yīng)用或低輻射的空間應(yīng)用。在發(fā)表在《焦耳》(Joule)雜志上的一篇論文中，研究人員解釋說，效率的提高源于對“量子阱”太陽能電池的研究，這種電池利用許多非常薄的層來修改太陽能電池的特性。鎵是關(guān)鍵具體來說，他們開發(fā)了一種具有前所未有性能的量子阱太陽能電池，并將其實現(xiàn)到一個具有不同帶隙的三個結(jié)的設(shè)備中，其中每個結(jié)被調(diào)諧以捕獲和利用太陽光譜的不同部分。頂部結(jié)由磷化鎵銦(GaInP)、中間有量子阱的砷化鎵(GaAs)和底部有晶格失配的砷化鎵銦(GaInAs)組成?！笔且粋€關(guān)鍵元素,砷化鎵是一種極好的材料,通常用于III-V多結(jié)電池,它沒有完全正確的能帶隙管細(xì)胞,這意味著之間的光電流平衡三個單元格不是最優(yōu)的,”瑞安說,法國資深科學(xué)家和細(xì)胞設(shè)計師?！霸谶@里，我們通過使用量子阱在保持優(yōu)異材料質(zhì)量的同時修改了帶隙，這使得該設(shè)備和潛在的其他應(yīng)用成為可能。”科學(xué)家們在中間層使用量子阱來擴展砷化鎵電池的帶隙，并增加電池可以吸收的光量。重要的是，他們開發(fā)了光學(xué)厚量子阱器件，沒有重大的電壓損失。他們還學(xué)習(xí)了如何在生長過程中退火GaInP頂部細(xì)胞，以提高其性能，并最小化晶格不匹配GaInAs中的螺紋位錯密度。總之，這三種材料決定了新型電池的設(shè)計。然后測試了新電池在空間應(yīng)用中的效率，特別是通信衛(wèi)星，這是由太陽能電池供電的，高電池效率是至關(guān)重要的，在生命初期測量中，它的效率為34.2%。目前設(shè)計的電池適用于低輻射環(huán)境，進一步發(fā)展電池結(jié)構(gòu)可能使更高輻射的應(yīng)用成為可能。
來源：www.mining.com
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