薄膜硅太陽能電池效率有望提高10%

    鋰電世界  用于供電的太陽能電池板會占據屋頂的大部分空間，為太陽能加熱系統留下的空間很少。為了解決這一問題，美國科學家制造出了一種新的太陽能電池系統，其不僅供電能力更強，并且也能捕獲更多熱量來加熱房間和水。

    太陽能光伏熱能系統（PVT）指利用太陽電池的光生伏特效應，將太陽能直接轉換成電能的發電系統。但迄今為止，與獨立式太陽能集熱器相比，其生熱能力要略遜一籌。那是因為，它們需要在低溫下操作，以冷卻晶體硅太陽能電池，這就會讓硅發電更多，但集熱能力就乏善可陳了。

    如此一來，PVT就面臨兩方面的問題。首先，與它相比，好的太陽能熱水系統能以更低的成本捕捉更多的能量。另外，其會占滿屋頂的所有空間，使得熱應用幾乎無立錐之地。有鑒于此，密歇根理工大學材料科學和工程學助理教授約書亞•皮爾思領導的科研團隊使用不同的硅制造出了一種更好的PVT從而解決了上述問題。

    皮爾思解釋道，目前，大多數太陽能面板都由晶體硅制成，但其實，科學家們也可以使用非晶硅（一般是薄膜硅）來制造太陽能電池。薄膜硅的供電量或許要少一點，但它們更輕、更靈活且更便宜且能節能。然而，由于非晶硅材料在強烈的光線照射下會產生缺陷而導致電流下降（即所謂的光致衰減效應），發生供電不穩定的問題。因此，目前，薄膜太陽能電池占據的市場份額非常少。

    然而，皮爾思團隊發現，可以通過將薄膜硅整合入一種新的PVT中來克服光致衰減效應。皮爾思指出，在制造新系統之前，我們不需要將薄膜硅冷卻；而且，通過將其加熱到太陽能-熱操作溫度（接近水的沸點），可以使用這種薄膜硅制造出更厚且能克服光致衰減效應的太陽能電池。當他們將薄膜硅直接應用于太陽能集熱器上時，他們也發現，通過抑制退火（每天烘烤該電池兩次），他們能將新太陽能電池的光電轉化效率提高10％。

    皮爾思說：“新電池系統的供熱、供電效率都得到了極大的提高，因此，這種PVT將成為下一波太陽能電池的主流。在接下來的20年內，每家每戶的屋頂上可能都會配備PVT。”