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具有宽带隙半导体的更高效的水下PV电池

时间:2021-11-21 12:16:40 来源:

图片:库存快照

纽约大学的一个研究小组正在尝试评估水下太阳能电池的潜在效率极限。

在Joule出版的《水下太阳能电池效率极限》中,科学家指出,此类设备可以在深水中产生有用的功率。但是他们指出,应将较宽的带隙半导体用于电池,而不是用于传统的晶体光伏器件的较窄的带隙材料。

以前的结果

“由于使用由硅(Si)或非晶硅(a-Si)制成的太阳能电池(带隙为1.11和1.8电子伏特(eV)),以前使用水下太阳能电池运行自主系统的尝试取得了有限的成功。研究人员说。

其他研究表明,带隙约为1.8 eV的磷化铟镓(InGaP)太阳能电池在海平面以下低至9米的深度产生功率的效率更高。然而,尽管最近在降低成本方面取得了进展,但是这些设备仍然太昂贵。

作为替代方案,研究人员已经提出了使用有机和无机宽带隙半导体的建议,目前由于太阳能电池的带隙对于陆基应用而言太大,因此目前尚未考虑将其用于太阳能电池。

最高理论效率

基于窄间隙半导体的晶体太阳能电池的最大理论效率为34%,这就是所谓的Shockley-Queisser极限。研究人员说,当使用发光二极管(LED)照明时,基于有机材料的室内太阳能电池可达到约60%的最大理论效率,而用钠放电灯照明时可达到约67%的最大理论效率。


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