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最熱門的太陽能電池:鈣鈦礦太陽能電池

出處 Star Tribune 作者 馬維揚摘譯 年份 2020/05/13
報告類型 新聞報導 分類 新及再生能源 資料時間 2020年5月
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        太陽能科學家一直在尋找最有效率的太陽能電池,這種太陽能電池是由盡可能有效率且經濟地將太陽能轉為電力的材料所製成的。不過找到這種理想的材料可能很困難。以公用事業規模的太陽能發電來說,絕大多數公司都是安裝矽晶太陽能電池。然而,矽晶太陽能電池在太陽能商業市場中的主導地位並不意味著不存在其他選擇。

        近年來,一種稱為鈣鈦礦的新材料已席捲了太陽能領域,並具有商業前景。美國懷俄明大學化學系教授布魯斯·帕金森(Bruce Parkinson)認為鈣鈦礦太陽能電池的研究是太陽光電領域最熱門的東西。

        太陽能電池材料需要豐富的蘊含量、相對容易製造,並且能理想地有效率吸收太陽光波長範圍內的光以產生電能。

        華盛頓大學清潔能源研究所首席科學家戴維·金格(David Ginger)表示:鈣鈦礦太陽能電池的真正偉大之處在於它們完全符合上述要件。

        近年來,科學家已經能夠製造鈣鈦礦太陽能電池,其創紀錄的效率約為25.2%。 換句話說,在撞擊太陽電池的陽光中,約有四分之一的太陽能被轉化為電能。

        而鈣鈦礦太陽能電池的問題在於它包含對人體有毒的鉛。不過戴維·金格仍然有信心研究人員將克服這些障礙,並且可能在不久的將來,鈣鈦礦太陽能電池即可實現於公用事業規模的太陽能電廠。

        首先,鉛的含量相對較低,比汽車電池中的鉛含量還低。當應用於太陽能電池時,鈣鈦礦活性層非常薄,比一根人類頭髮的直徑要薄得多。 這意味著它對環境的影響可能小於煤炭燃燒所排放的重金屬。

        儘管如此,研究人員仍在尋找更安全,無鉛的鈣鈦礦配方,以及將鈣鈦礦與環境隔離的新方法。

        為了達到更高的效率,研究人員一直在試驗串接太陽能電池,以使鈣鈦礦太陽能電池的效率更高,並能夠從吸收的陽光中產生更多的能量。戴維·金格將串接太陽能電池與串座雙人自行車進行了比較。串接太陽能電池是由一對堆疊的太陽能電池組成,例如鈣鈦礦和傳統矽晶。結合這兩個組成的力量可以產生效率更高的太陽能電池板。

        儘管鈣鈦礦太陽能電池尚未大規模應用,但世界各地的多家公司都在爭相將這項新技術商業化。

附圖: “Sweetwater Solar”是美國懷俄明州的第一個公用事業規模的(矽晶)太陽能電廠。 一些科學的預言認為使用鈣鈦礦製成的太陽能電池板可能會在不久的將來進入商業市場。