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德國(guó)DLR研發(fā)增強(qiáng)型非晶態(tài)鍺光伏電池 發(fā)電的同時(shí)還可以進(jìn)行光合用途

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:431次  |  2023年07月13日  

德國(guó)航天中心(DLR)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種基于超薄n-i-p吸收層和薄膜光譜選擇性濾光片的選擇性太陽(yáng)能電池。他們聲稱它可以用于生產(chǎn)光譜選擇性光伏組件,在農(nóng)業(yè)、溫室和光生物反應(yīng)器中有潛在的應(yīng)用。


他們?cè)凇坝糜诮M合光伏和光合作用的超薄鍺太陽(yáng)能電池的光譜工程”中介紹了他們的發(fā)現(xiàn),這一發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《光學(xué)快報(bào)》上。該裝置是一種增強(qiáng)型非晶鍺(a-Ge:H)太陽(yáng)能電池,可以將光限制在超薄吸收體中。


由于a-Ge:H的強(qiáng)光學(xué)約束和高吸收系數(shù),吸收體的厚度可以減小到5-10nm,而不透明太陽(yáng)能電池的效率仍然達(dá)到5%,學(xué)者們說(shuō):“我們選擇非晶態(tài)鍺而不是非晶態(tài)硅作為吸收材料,因?yàn)樗鼘?duì)500納米以上波長(zhǎng)的吸收系數(shù)更高。”


該組織表示,這項(xiàng)技術(shù)僅依賴于等離子增強(qiáng)氣相沉積和磁控濺射,這是成熟的、經(jīng)過(guò)業(yè)界驗(yàn)證的薄膜沉積方法。


“目前,我們正在準(zhǔn)備一個(gè)項(xiàng)目,在該項(xiàng)目中,光譜選擇性太陽(yáng)能電池將擴(kuò)大到小模塊的大小這些模塊將在阿爾梅里亞和奧爾登堡的溫室環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試,代表歐洲兩個(gè)非常相關(guān)的溫室栽培地區(qū)的條件。”研究員諾伯特奧斯特吞告訴記者。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

光譜選擇性細(xì)胞使用所謂的“綠隙”和光譜的紅外部分,而植物不使用它們進(jìn)行光合作用。


Osterthun補(bǔ)充說(shuō):“我們的細(xì)胞只吸收太陽(yáng)光中的綠色和紅外光譜部分,同時(shí)傳輸葉綠素在光合作用過(guò)程中吸收的藍(lán)光和紅光?!?/p>


研究小組用透明導(dǎo)電金屬氧化物(MOMO)多層膜制造了電池。


Osterthun說(shuō):“MOMO的性質(zhì)允許作為光學(xué)濾光片和電觸點(diǎn)的雙重用途?!彼赋觯琈OMO是基于法布里-珀羅諧振器的,法布里-珀羅諧振器是最基本的光學(xué)諧振器,以其濾色特性而聞名。Osterthun補(bǔ)充說(shuō):“光譜選擇性太陽(yáng)能電池的透射率只需改變反射層的厚度,就可以很容易地根據(jù)電廠的要求進(jìn)行調(diào)整。”


據(jù)稱,該電池的功率轉(zhuǎn)換效率分別為1.6%和2.3%,藍(lán)色傳輸率在16%和4%之間,紅色傳輸率在48%和34%之間。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

學(xué)者們說(shuō):“在MOMO反射器中研究了三種不同的銀厚度,通過(guò)調(diào)整銀層的厚度,可以改變?cè)孱惢蛑参镎彰鞴夂凸怆娏鳟a(chǎn)生光之間的比例?!碧?yáng)能電池顯示出將光電技術(shù)與光合作用相結(jié)合的巨大潛力,從而將太陽(yáng)能電池應(yīng)用于生物反應(yīng)器、溫室或農(nóng)田。


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