太阳能能源发展能否降低对农场的需求?

  新闻资讯     |      2024-08-20 22:30

  太阳能能源发展能否降低对农场的需求?牛津大学物理系的科学家们已经开发出一种性的方法,这种方法可以在不需要硅基太阳能电池板的情况下产生越来越多的太阳能电力。相反,他们的创新在于将一种新的发电材料涂在日常物品的表面,如背包、汽车和手机。

  他们的新型吸光材料首次变得足够薄且柔韧,可以应用于几乎任何建筑物或常见物体的表面。利用在牛津开发的开创性技术,将多个吸光层堆叠到一个太阳能电池中博鱼体育平台,他们利用了更广泛的光谱范围,使得相同数量的阳光能够产生更多的电力。

  这种采用所谓多结方法的超薄材料,现已通过独立认证,其能源效率超过 27%,首次与被称为硅光伏的传统单层发电材料的性能相媲美。

  日本的国家先进工业科学技术研究所(AIST)在研究人员今年晚些时候发表科学研究成果之前,就给予了认证。

  在短短五年的堆叠或多结方法实验中,我们把功率转换效率从约 6%提升到超过 27%,接近当今单层光伏所能达到的极限,”牛津大学物理学博士后研究员胡帅峰博士说。

  相比之下,如今太阳能电池板的能源效率约为 22%(意味着它们能将阳光中的约 22%的能量进行转化),但这种新型超薄且灵活材料的通用性也是关键。其厚度仅略超一微米,比硅片薄将近 150 倍。与通常应用在硅板上的现有光伏技术不同,它几乎可以应用于任何表面。

  “通过使用可以作为涂层应用的新材料,我们已经表明,我们能够复制硅的性能并超越它,同时还获得了灵活性。这十分重要,因为其有望在无需那么多硅基面板或专门建造的太阳能农场的情况下,提供更多的太阳能,”牛津大学物理学系玛丽·居里行动博士后研究员王俊科博士说。

  研究人员认为,他们的方持续降低太阳能的成本,并且让其成为最具可持续性的可再生能源形式。自 2010 年起,全球太阳能发电的平均成本差不多下降了 90%,这使得它比化石燃料发电的成本便宜了将近三分之一。随着新材料(比如薄膜钙钛矿)的出现,对硅板和专用太阳能农场的需求减少了,创新有望进一步节约成本。

  “我们能够设想把钙钛矿涂层用到更广泛的表面上来产生便宜的太阳能,像汽车和建筑物的屋顶,乃至手机的背面。要是能通过这种方式产生更多的太阳能,从长远来说,我们能够预见到对于使用硅板或者建造越来越多的太阳能农场的需求将会减少,”王博士补充道。

  这些研究人员是由牛津大学物理系可再生能源教授亨利·斯奈斯(Henry Snaith)领导的 40 位从事光伏研究的科学家中的一部分。他们在光伏领域的开创性工作,特别是薄膜钙钛矿的使用,大概在十年前就开始了,并且得益于一个定制的机器人实验室。

  牛津光伏(Oxford PV)这家英国公司,由联合创始人兼首席科学官亨利·斯内斯(Henry Snaith)教授于 2010 年从牛津大学物理系拆分出来,旨在实现钙钛矿光伏的商业化。该公司最近在其位于德国柏林附近的勃兰登堡-哈弗尔(Brandenburg-an-der-Havel)的工厂开始大规模生产钙钛矿光伏。这是世界上第一条“硅基钙钛矿”串联太阳能电池的量产生产线。

  “我们最初打算在英国建厂,然而政府尚未给出能与欧洲其他地区和美国相媲美的财政和商业激励措施,”斯内斯教授说道。

  “到目前为止,英国仅仅从建设新的太阳能农场这一方面来考量太阳能,不过真正的增长会源自创新的商业化——我们由衷地期望新成立的英国能源公司能将注意力聚焦于此。”

  “供应这些材料将会成为全球绿色经济中一个迅猛增长的新产业,我们已然表明,英国正在进行创新并在科学领域引领风尚。然而,要是没有新的激励举措以及将这种创新转化为制造业的更优途径,英国就会错失引领这个全新全球产业的契机,”斯内斯教授补充说道。