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五年前，雙面發(fā)電是一種設(shè)計(jì)理念;2021年，晶硅電池雙面發(fā)電是一種標(biāo)配。

然而，未來的太陽能電池技術(shù) – 鈣鈦礦，如今也玩起了雙面發(fā)電。

美國托萊多大學(xué)的物理學(xué)家正在突破太陽能發(fā)電的極限，其研發(fā)的鈣鈦礦太陽能電池小組件，實(shí)現(xiàn)了雙面發(fā)電的新功能。

通過一個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目，該項(xiàng)目結(jié)合了兩種類型的太陽能電池，不僅可以收集來自太陽的光，還可以收集從地面反射的光，研究人員正在創(chuàng)造技術(shù)來開發(fā)更堅(jiān)固、更耐用的太陽能電池板。

1. 華人博士領(lǐng)先一步


Toledo大學(xué)是研究鈣鈦礦先進(jìn)材料的世界領(lǐng)先者。在Toledo大學(xué)主導(dǎo)鈣鈦礦光伏電池研究的是宋兆寧和嚴(yán)彥發(fā)博士。

鈣鈦礦的實(shí)驗(yàn)室效率已經(jīng)非常接近晶硅電池，目前研究人員大多致力于尺寸和穩(wěn)定性的研究。而宋兆寧和嚴(yán)彥發(fā)博士卻認(rèn)為，未來更高效率、雙面發(fā)電是降低光伏度電成本的必經(jīng)路徑。通常實(shí)現(xiàn)更高效率的方法是將鈣鈦礦與其它電池技術(shù)疊層，而如果電池的正反面都能有兩種技術(shù)的疊層電池，就能實(shí)現(xiàn)雙面發(fā)電。

Toledo大學(xué)的研究人員已經(jīng)在申請?jiān)摷夹g(shù)的專利，稱為單片雙面鈣鈦礦-碲硒化鎘(鎘 - 硒 - 碲化合物電池 (cadmium-selenide-telluride (CST) )疊層電池。

來自自然科學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)院的宋兆寧博士和特聘大學(xué)物理學(xué)教授嚴(yán)彥發(fā)博士共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究，此前他們曾創(chuàng)造了利用鈣鈦礦太陽能電池的世界效率紀(jì)錄。研究人員表示，根據(jù)理論計(jì)算，單片雙面疊層設(shè)計(jì)可以將傳統(tǒng)晶硅太陽能組件的背面發(fā)電輸出功率密度限制提高多達(dá) 50%，特別是淺色混凝土地面。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)概念驗(yàn)證設(shè)備證明轉(zhuǎn)換效率提高了 25% 以上。

2. DOE 30萬美元資助

美國能源部已經(jīng)授予 Toledo大學(xué)為期一年的 300,000 美元贈(zèng)款，用于推進(jìn)研究，鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)集成到現(xiàn)有的基于鎘 - 硒 - 碲化合物電池 (cadmium-selenide-telluride (CST) - 基太陽能電池)中，最大限度地提高性能薄膜串聯(lián)太陽能電池和降低能源成本。

UToledo 大學(xué)此項(xiàng)目是美國能源部太陽能技術(shù)辦公室在全國范圍內(nèi)選定的 40 個(gè)項(xiàng)目之一。《全球光伏》曾報(bào)道美能源部為光伏拼了，美能源部撥款4000萬美元支持40個(gè)項(xiàng)目，包括延長光伏系統(tǒng)壽命，降低太陽能技術(shù)成本，開發(fā)更高效率的電池技術(shù)等。


在美國眾議院能源和水資源開發(fā)撥款小組委員會(huì)對40個(gè)候選項(xiàng)目的評價(jià)中，托萊多大學(xué)該項(xiàng)研究被認(rèn)為“處于這項(xiàng)工作的前沿，其推進(jìn)下一代太陽能技術(shù)的工作將為我們提供在 21 世紀(jì)取得成功所需的負(fù)擔(dān)得起、可靠、低排放的能源方面發(fā)揮關(guān)鍵作用”。

原標(biāo)題：雙面發(fā)電的鈣鈦礦疊層電池 – DOE30萬美元資助