與生俱來的優點,下一代太陽能技術自帶低溫與長壽優勢

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 12 日 15:29 | 分類 太陽能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


太陽能板是將陽光轉換成電力的發電系統,陽光普照正是好個發電日,然而與所有機電系統一樣,過熱有阻發電效率、炎炎夏日一樣是光電模組的敵人,而最近澳洲科學家發現,單重態裂變太陽能與串疊型太陽能這兩個新型太陽能技術,自備備低工作溫度優勢、有助延長太陽能板壽命,大幅提高其商業價值。

所謂的單重態裂變太陽能技術,透過量子力學的單重態激子分裂,讓激子在吸收到光子之後從一分裂成二、進而產生多個三重態激子(triplet exciton),使高能量光子可產生兩對電子電洞對;串疊型太陽能則是串聯兩種不同的太陽能材料,好比矽晶太陽能與鈣鈦礦太陽能的組合,讓兩種材料吸收不同光譜的,提高整體發電量。

目前這兩種技術都是備受關注的太陽能候選者,而現在澳洲科學家再挖掘出他們的優點,發現鈣鈦礦-矽晶太陽串疊型太陽能電池與有機物並四苯(tetracene)單重態裂變太陽能的工作溫度比一般的太陽能板還要低。

研究人員指出,這些太陽能模組的工作溫度比一般太陽能低 5-10°C,相當於每年多發 2%~4% 的能量。通常太陽能板工作溫度每降 10°C,壽命就可翻倍延長,研究團隊指出,這代表串疊型電池的壽命可增加 3.1 年,單重態裂變太陽能壽命能延長 4.5 年。

團隊也發現單重態裂變太陽能的另一個優勢,過去已知四苯含有三重態激子,可以吸收光藍綠光波長,使矽層能吸收能量較低的光子,如今再發現,當四苯在陽光、環境降解變得透明後,矽晶太陽能電池還是可以繼續運作,這段期間內四苯可為太陽能板提供較涼爽的工作環境,並提高轉換效率。

研究第一作者 Jessica Yajie Jiang 認為,這些優勢可以再次推升新興太陽能技術的商業價值,目前提高轉換效率為下一代太陽能技術的發展重點,然而卻少有人想到,壽命長短也是優勢之一。如今團隊已經證明先進的下一代太陽光電技術具備低工作溫度與長壽等輔助優勢,引入全新的太陽能評估方式。

(首圖來源:Flickr/Bureau of Land Management CC BY 2.0)