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Wisconsin-Madison大学材料工程师已经研发出一种价格低廉的太阳能电池,该太阳能电池利用碳纳米管吸收太阳能并进行转换,这以新的研究将对晶体硅太阳能电池造成极大挑战。
碳纳米管太阳电池的转换效率可以达到和硅太阳能电池一样,但却比硅太阳能电池便宜的多。
Wisconsin-Madison大学材料科学与工程学院的助理教授 Michael Arnold分析说:“我们已经取得了关键步骤的基本证明,碳纳米太阳能电池总有一天会投入使用。”
硅是一种丰富和高效的太阳能收集器,但其制造的太阳能组件价格昂贵。因此,研究人员正在研究硅的替代材料—碳纳米管。
近年来研究人员对碳纳米管构成的研究已经有了新的进展,碳纳米管太阳电池制造成本低廉,性能稳定且持久,是一种很好的光吸收剂和电导体。
目前很多碳纳米管太阳电池研究中心使用混合在碳纳米管中的太阳能材料进行电荷搜集,但这只利用了碳纳米管提供的能量的一半。
Arnold和Shea在数十年的研究基础上,研发了使用碳纳米管收集光线,并将光能转换为电能的太阳能电池。
太阳能电池的效率是实际照射在太阳能组件表面上的太阳辐照量与转换为电能的百分比。Arnold和他的学生们在五年前开始研究,当时的转换率只有百万分之一。目前与传统的硅太阳能电池15%的平均效率相比,碳纳米管太阳能电池的效率只有1%。
接下来的研究工作就是太阳能电池转换效率的提高,研究人员正专注于将碳纳米管薄膜的厚度从5纳米增加至100纳米,按照理论分析,最终可将碳纳米管太阳电池的转换效率提高至于硅太阳能电池一样。 |