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实力高强的太阳能电池
全角度捕获太阳光
绝大多数太阳能面板都是平板的样子,这种太阳能面板虽说可以采用技术使其随着太阳一天的移动路径而转动角度,但仍然具有很大的局限性,尤其是效率不足.为此V3 太阳能公司研制了自旋电池——将太阳能电池板放在一个独特的锥形支架上,使其能全角度吸收太阳能.该公司表示,根据第三方机构验证,目前研发出的型号产生的电力为静态平板太阳能面板产生电力的20多倍,而且非常耐用,因为自旋行为能防止自旋电池过热——这是传统太阳能电池面临的一个大问题.此外,和传统太阳能电池板相比,V3 占据的空间非常小.
无独有偶.早在2012 年,日本K y o s e m i 公司就研制出S p h e l a r 球形太阳能电池,这种采用了高效的球状设计太阳能电池,不但看起来就像迪斯科球,而且拥有诸多好处：不需要移动就可以充分吸收和利用太阳光线,最大限度地暴露在阳光之下,因而不需要复杂的太阳能追踪系统,此外,由于这种电池不是平面设计,对表面积的要求相对少一些,人们可以在更小的空间里放置更多太阳能电池.
经济实惠高效电池
近期,柔性材料在科技界大放光芒,它除了用在屏幕之外,还成了太阳能电池板的组成部分,其中位于美国洛杉矶的初创公司Sunflare 的CIGS（铜铟镓硒）柔性太阳能电池就是其中的典型代表.这种身段柔软的电池可像墙纸一样卷起来并贴附于任何表面,而且其体形也很纤巧,“体重”比传统太阳能电池轻65%,效率则比传统太阳能电池高10%,另外,这种太阳能电池也比较亲民,Sunflare 公司估计,这种卷曲太阳能电池的发电成本仅为1.07 美元/ 瓦,为此这种电池板将成为农村地区和便携式项目完美的解决方案.与此同时,瑞典Airlight Energy 公司和IBM 公司也宣布,他们将于2017 年开始在偏远地区建造经济实惠的向日葵形太阳能建筑.向日葵面板整体呈弧形,6 个太阳能电池安装在面板后面,而正面的镜面阵列可以把日光强度提高2000 倍,能将从阳光中所收集的80% 多的太阳能转换成电量.据悉,该系统在晴天时可以产生12 千瓦的电力和20 千瓦的热能,足以为偏远地区好几户家庭提供正常的电灯、空调和冰箱等日常电器所需电量.
比传统电池的50 多倍
特斯拉和Solar City 设计的新产品——太阳能屋顶也在2016 年10 月30 日亮相洛杉矶环球影城.特斯拉的集成太阳能屋顶系统由独特的玻璃砖组成,同时嵌入高效的光伏电池.特斯拉首席执行官埃隆·马斯克在发布会上还展示了特斯拉二代家用储能电池Powerwall2.0,这款产品售价5500 美元,容量为14 千瓦时.当太阳能屋顶与P o w e r w a l l电池强强联手,可为整个家庭提供100% 的可再生能源.而总部位于美国马里兰州的透明太阳能电池发电涂层开发商太阳能窗户技术公司则称,该公司的透明太阳能电池技术产生的能量为传统太阳能电池板产生能量的50 多倍,让最近太阳能领域的很多创新自惭形秽.
“太阳能窗户”实际上是一个涂层,能被应用于现有的玻璃或塑料表面,发电的同时也不会影响风景或遮挡太阳光.发明者表示,鉴于新系统拥有极高的能量转化率,因此,将比传统太阳能电池板更早收回成本——传统太阳能电池可能需要11 年,而新系统一年内就可以收回成本.
太阳能电池发展历史
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置.以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,这种由光照射到材料上引起“光起电力”的行为,早在19 世纪时就已经发现了.1839 年, 光生伏特效应第一次由法国物理学家A.E.Becquerel 发现,到1883 年Charles Fritts 在硒半导体上覆盖了一层极薄的金层形成半导体金属结,第一块太阳电池制备成功,1946 年RussellOhl 申请了现代太阳电池的制造专利.到了20 世纪50 年代,随着半导体物性的逐渐了解,以及加工技术的进步,1954 年当美国的贝尔实验室发现在硅中掺入一定量的杂质后对光更加敏感,第一个太阳能电池在1954 年诞生在贝尔实验室.太阳电池技术的时代终于到来.自20 世纪58 年代起,美国发射的人造卫星就已经利用太阳能电池作为能量的来源.1973 年发生了石油危机,人们开始把太阳能电池的应用转移到一般的民生用途上.在美国、日本和以色列等国家,已经大量使用太阳能装置,更朝商业化的目标前进.美国于1983 年在加州建立世界上最大的太阳能电厂,它的发电量可以高达16 兆瓦特.而推行太阳能发电最积极的国家首推日本,日本在1994 年实施补助奖励办法,推广每户3000 瓦特的“市电并联型太阳光电能系统”.在第一年,政府补助49% 的经费,以后的补助再逐年递减.“市电并联型太阳光电能系统”是在日照充足的时候,由太阳能电池提供电能给自家的负载用,若有多余的电力则另行储存.当发电量不足或者不发电的时候,所需要的电力再由电力公司提供.到了1996 年,日本有2600 户装置太阳能发电系统,装设总容量已经有8 百万瓦特,到1996 年已经有9400 户装置,装设的总容量也达到了32 兆瓦特.随着环保意识的高涨和政府补助金的制度,日本住家用太阳能电池的需求量还会急速增加.
太阳能发电工作原理
太阳能发电有两种工作原理,一种是光- 热- 电转换方式,另一种是光- 电直接转换方式.
光- 热- 电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成蒸气后驱动汽轮机发电.前一个过程是光- 热转换过程；后一个过程是热- 电转换过程.它的缺点是效率很低而成本很高.光- 电直接转换是根据特定材料的光电性质制成的.黑体辐射出不同波长的电磁波,如红外线、紫外线以及可见光等.当这些射线照射在不同导体或半导体上,光子与导体或半导体中的自由电子作用产生电流.射线的波长越短,频率越高,所具有的能量就越高,例如紫外线所具有的能量要远远高于红外线.但并非是所有波长的射线的能量都能转化为电能,只有频率达到或超越可产生光电效应的阈值时,电流才能产生.
太阳能电池论文范文结:
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