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中美研讨新打破:太阳能电池板发电功率提高6倍

2018-09-19 09:38

  中美研讨新打破:太阳能电池板发电功率提高6倍

  近来,美国麻省理工学院光子与现代电磁学研讨小组在光波传导和操控范畴获得重大打破,他们创始光波传导方向的操控机制,研讨成果已宣布在最近一期的尖端学术期刊《科学》杂志上。浙江大学信息与电子工程系的学者也给该项研讨供给了重要支撑。

  据记者了解,这项被称为方向挑选性滤光器的研讨隶属于麻省理工学院固态光热伏电池项目。该项意图多种潜在使用范畴里一个比较重要的部分在于改造工业用太阳能电池板,将发电功率从现有的15%提高至80—90%。麻省理工学院的学者们与浙江大学协作,初次研宣布一种有用的资料体系,使得光线仅能从某个特定方向传达进入此种资料,而从其他方向传达的光线都会被反射,由此保证已被吸收的光波不会散射丢失,最大程度完成太阳能电池板对光的吸收和存储。

中美学者研讨获得打破:太阳能电池板发电功率提高6倍

  固态光热伏电池示意图

  该种资料体系由两种不同的极薄资料堆积而成,每一层的厚度都能被准确地操控。课题研讨组的教授介绍说:通常情况下,当光打在两种资料的接壤面时会发作反射。但是有一个奇特的视点叫做布鲁斯特角,当光线刚好从布鲁斯特角入射时,资料接壤面上不会有任何反射。

  研讨论文榜首作者、麻省理工学院使用物理系三年级博士生沈亦晨表明:尽管光在每一个资料接壤面处只要很少部分被反射,但当一个资料体系有多层结构时,光在各个接壤面的反射叠加可以使得大部分光线被反射,唯一沿着布鲁斯特角传达的那束光线在外。咱们用80层准确操控厚度的资料体系完成了对一切可见光波段传达方向的挑选。

中美学者研讨获得打破:太阳能电池板发电功率提高6倍

  方向挑选性滤光器效果图

  据记者了解,该项研讨在光伏电池、光学探测体系以及交通工具抗搅扰等范畴都有潜在使用价值。以光伏电池为例,现在传统的太阳能光伏电池板由单晶硅制成,单晶硅只能吸收波长小于1.2微米部分的太阳光并将其转换为电能,而此波段只占太阳光悉数能量的37%左右,传统太阳能电池板受制于单晶硅对光波的挑选特性因此发电功率有限。麻省理工学院的固态光热伏电池项目对太阳光的吸收方法进行改造,首先将悉数波段的太阳光归入吸收板,遂转换为热能加热吸收板,继而操控吸收板只辐射能被单晶硅最有用使用的光波波段,使太阳能电池的发电功率得到质的提高。

  此外,方向挑选性滤光器还可使用于天文望远镜、显微镜和照相机等光学探测体系。当照相机被用来逆光拍照物体时,挑选性滤光可使相机只承受被摄物体方向的光线,然后防止其他方向的强光搅扰、明晰捕捉到被拍照物体。在交通工具抗搅扰方面,若用此种可挑选光波传导方向的资料制造轿车挡风前窗,则可有用屏蔽迎面驶来车辆的强光搅扰,下降交通事故发作率。现在,美国军方也在与MIT的学者们讨论将方向挑选性滤光器使用到战斗机飞行员抗激光搅扰方面的可能性。

  

   太阳能电池板发电功率滤光器