太陽能發電設備將使用熱以提高效率
- 建檔日期：103-01-19
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美國麻省理工學院研究員開發一種獲取太陽能新方法，就是以陽光加熱一種高溫物質，然後藉由傳統光伏電池收集其所產生紅外線幅射，來改進發電效率。於期刊「自然奈米技術」(Nature Nanotechnology)刊登的此研究案例，是以外加步驟來利用以前被浪費的光波。由於光伏電池的矽材對特定光譜有選擇性，為突破其限制，該研究團隊在陽光與光伏電池之間，插入一個雙層吸收-放射裝置，該新材料含碳奈米管與光子晶體。這種材料能吸收較廣領域波長的陽光，吸收熱能後會放射特定波長的光，能為光伏電池的矽材所利用。近年來，這個太陽能熱光伏(STPV)系統的理論被深入探討，就是想繞過所謂的Shockley-Queisser極限，即半導體光伏電池理論轉換效率33.7%。該研究團隊認為，熱光伏系統可將理論效率提升至80%。然而過去的實驗，很難讓太陽能熱光伏效率突破1%；現在該團隊已達到3.2%，未來可望達到20%，足以商業化應用了。關鍵的雙層吸收-放射材料，面對陽光面是多層碳奈米管，吸收光熱能極有效率；該實驗測出可將光能密度增加750倍。密合在背後的是光子晶體，被設計成能因加熱而「發亮」，放射特定波長的光；該實驗測出可在962℃發光，遠低於其他實驗的數千度高溫。
