研究開(kāi)發(fā)可以提高太陽(yáng)能電池板效率的納米管

萊斯大學(xué)的研究人員正在對(duì)碳納米管進(jìn)行大修，他們正在開(kāi)發(fā)更高效的版本。

Rice的布朗工程學(xué)院的研究人員Gururaj Naik和 Junichiro Kono 在ACS Photonics展示了他們的技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一種雙曲線熱發(fā)射器，可以吸收熱量，將其裝入窄帶寬并將其作為可用于發(fā)電的光發(fā)射。否則，熱量會(huì)排放到大氣中并浪費(fèi)掉。利用這項(xiàng)技術(shù)，它可以使太陽(yáng)能電池更加高效。

“熱光子只是從炎熱的身體發(fā)出的光子，”科諾在宣布研究結(jié)果的新聞稿中說(shuō)。“如果你用紅外熱像儀觀察熱點(diǎn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它發(fā)光。相機(jī)正在捕捉這些熱激發(fā)的光子。“

就目前而言，任何熱表面都以熱輻射的形式發(fā)光。但Naik表示問(wèn)題是熱輻射是寬帶。為了將光轉(zhuǎn)換成電，發(fā)射必須在窄帶中，因此本發(fā)明。研究人員發(fā)現(xiàn)納米管是一種隔離光子的方法。納米管薄膜充當(dāng)吸收廢熱并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檎瓗з|(zhì)子的導(dǎo)管。

研究人員表示，由于浪費(fèi)的熱量，他們有動(dòng)力進(jìn)行研究。Naik指出Rice研究生Chloe Doiron的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，大約20%的能源消耗是廢熱。他說(shuō)，為德克薩斯州提供動(dòng)力需要大約三年的電力。

“現(xiàn)在將熱量轉(zhuǎn)化為電能的最有效方法是使用渦輪機(jī)，蒸汽或其他液體來(lái)驅(qū)動(dòng)它們，”他說(shuō)。“他們可以為您提供近50%的轉(zhuǎn)換效率。沒(méi)有其他任何東西讓我們接近，但這些系統(tǒng)并不容易實(shí)現(xiàn)。“Naik說(shuō)。研究人員計(jì)劃開(kāi)發(fā)一種緊湊型系統(tǒng)，該系統(tǒng)沒(méi)有任何活動(dòng)部件，使這一過(guò)程變得更加容易。

更高效的太陽(yáng)能電池將來(lái)臨?

那么這對(duì)社會(huì)意味著什么呢?據(jù)研究人員稱，它可以提高太陽(yáng)能電池的效率，目前太陽(yáng)能電池的效率達(dá)到22%左右。“通過(guò)將所有浪費(fèi)的熱能壓縮到一個(gè)小的光譜區(qū)域，我們可以非常有效地將其轉(zhuǎn)化為電能，”Naik說(shuō)。“理論預(yù)測(cè)是我們可以獲得80%的效率。”

賴斯大學(xué)的研究人員并不是唯一一個(gè)試圖提高太陽(yáng)能效率的科學(xué)家。隨著地球以驚人的速度升溫，有一場(chǎng)競(jìng)賽使替代能源更有效率。麻省理工學(xué)院的研究人員花費(fèi)了數(shù)年時(shí)間開(kāi)發(fā)出一種新方法，該方法可以獲得高能光子，這種光子可以擊中硅而不是一個(gè)電子，這就是當(dāng)前系統(tǒng)的工作方式。即使光子攜帶的能量加倍，它也只能放松一個(gè)電子。