美开发抗反射涂层让太阳能板全面吸引阳光
时间:2017-12-07

  科学网 - 美国开发防反射涂层太阳能电池板,以充分吸引太阳

  新型纳米涂层可以提高日照吸收率

  据国外媒体报道,美国伦斯勒理工学院已经找到并确认了一种新的方法来克服目前太阳能面临的两大障碍。通过开发新的防反射涂层,太阳能电池板吸收的太阳光量可以显着增加,这些太阳能电池板可以从各个角度吸收太阳光的全部光谱,从而有助于实现具有成本效益的太阳能发电站。

  伦斯勒理工学院负责研究的物理学教授林秀玉说:为了最大限度地发挥太阳能到电能的转换,你必须让太阳能电池板几乎在任何角度都能吸收太阳光,太阳天空在哪里?我们新开发的防反射涂层将做到这一点。

  未经处理的硅太阳能电池仅吸收67.4%的阳光,这意味着近三分之一的阳光被其反射,所以产量不高。从效率的角度来看,这次没收太阳就是浪费了,这是太阳能发电厂发展壮大的主要障碍。然而,当太阳能电池板的硅表面用林教授开发的新型纳米反射涂层处理时,日光吸收率达到了96.21%,表明只有3.79%的太阳光没有被吸收。吸收率在整个太阳光谱中增加,从紫外到可见再到红外,使太阳能发电站的经济效益大大提高。

  新的涂层也可以成功解决微妙的角度问题。大多数太阳能电池板表面和涂层都具有抗反射性和透光性,允许太阳从某个角度穿过。例如,眼镜镜片可以吸收和透射来自前光源的大部分光,但是如果光源位于佩戴者的一侧或周边,则这些透镜将吸收并透射很少的光。太阳能电池板也是如此,这就是为什么一些太阳能电池板需要全天机械移动,以适当的角度保持太阳在天空中。没有这样的自动化移动系统,太阳能电池板不能达到其最佳位置,因此吸收少量的阳光。但是,提高效率意味着更多的能源来驱动自动化系统,降低系统维护和故障率。

  林教授的发现将取消这些自动化太阳能电池板,因为抗反射涂层能够从各个角度均匀吸收太阳光,这表明具有该涂层的固定太阳能电池板可以吸收96.21%的太阳,无论太阳在哪里。除此之外,林教授的发现也可以创造出新一代太阳能电站和更高效的太阳能电池板。

  林教授首先做了一个单一的抗反射涂层,然后从基本问题开始,测试和调整自己的方案,创造出这样一个全角度的太阳能电池板的工作。新涂层共七层,层层堆迭,每层可增加下一层防反射效果。而且,这些额外的层也可以帮助弯曲太阳,增加其抗反射性能。这意味着每一层不仅可以透射太阳光,而且还可以帮助捕获下层反射的光线。该七层涂层由倾斜的二氧化硅和二氧化钛纳米棒组成,每一个都是50至100纳米厚。它看起来像一个郁郁葱葱的森林,太阳被困在森林里。这些纳米棒通过化学气相沉积结合到硅晶片上。当然,新的涂层也可以粘附在太阳能电池中使用的几乎任何感光材料上,包括碲化镉。

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