2012年（642）
分类： DB2/Informix
2012-03-05 09:53:08
其建造一个复杂的结构疏导低能光子，为什么不让它们直接穿过太阳能电池进入下面的温差发电层？再下面的冷却管道可吸收高能光子的热能。热电池板和冷水为夹在中间的温差发电层提供理想的温差。但即使如此，温差发电层捕捉到的多余能量依然不足以弥补材料的花费。必须解决最根本的问题：温差发电材料昂贵的价格。它的发电方式也是导致低效率的罪魁祸首。当材料一面变热，电子脱离原子，迁移到冷的一面。难度在于保持材料两面的温差。电子并非唯一穿透材料的东西：热以光子的形式传播，从一个原子传递给另一个原子。冷的一面很快也将因为热传导而变热，这时候，电子将不再朝着一个特定方向流动，而是无序地乱窜。当然再也无法生成电流。
硅太阳能光伏电池板的发展也遭遇瓶颈。虽然研究者想尽各种办法，今天销售的光伏太阳能电池板的效率依然在15%至20%之间。这和它们将阳光转化为电能的方式有关。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生越迁，形成电流。但问题在于，、等水泥设备，光子必须携带适量的能量。超出这个能量范围就会发生问题。如果光子携带能量太多———比如高能紫外线所携带的能量———它们的热量会给材料造成混乱。另一方面，如果光子携带能量太低———比如微波或红外光的光子———就会直接穿过电池板，不与任何电子发生反应。
不幸的是，这些低能光子在太阳光谱中所占比例接近一半，因此，太阳能电池板的效率无法超过50%。更糟糕的是高能光子会对光伏材料精密的电子结构造成破坏：在高热下电子开始到处乱窜，而不是有序地流动。因此，约一半的太阳光子无法利用，少数能量充足的光子反而会影响电池板的效率。
、、等石头破碎、石头磨粉设备。虽然可以通过冷却来减少电池板过热产生的副作用。但这将导致成本和体积增加，冷却过程还需要消耗能量，构成了限制光伏太阳能电池板效率的三大敌人。、等烘干设备，或许可以用温差发电材料帮助解决这些问题？2007年，麻省理工学院的陈钢开始思考，是否能重新挖掘出这种早已被忽视的材料，帮助太阳能电池充分利用各种波长的太阳光。
这是一个诱人的想法。理论上也得到了证实。结合温差发电材料和光伏材料的太阳能电池可以疏导高能光子，从而给电池降温，并且温差发电材料可捕捉低能光子发电，充分利用所有阳光。理论上，结合两种材料的最好方式是“光谱分裂太阳能电池”。它类似于交通警察，根据波长将阳光分隔。按照陈钢的计算，类似混合电池的效率将是标准硅太阳能电池的1。5倍，这样的飞跃可能最终让太阳能在价格上与化石燃料竞争。但是有一个问题：“要实现‘光谱分裂’需要太阳能聚光器和分光棱镜。”增加的成本已经超过增加效率带来的利润。
这正是一种新的光伏材料许诺的美好前景。这种材料利用材料两面的温度差别产生电流，一度因为效率太低，造价昂贵，被认为难以用于实际应用。但新研究发现，温差发电材料可拯救太阳能光伏产业，解决光伏电池板致命的光-电转化效率低的问题。温差发电材料可帮助太阳能电池板走出低谷，发挥更大用途，但另一方面，它们也可能导致光伏电池板的没落。
