
他们的新型光吸收材料首次变得轻薄而灵活,几乎可以应用于任何建筑物或普通物体的表面。他们利用牛津大学开发的一项开创性技术,将多个吸光层叠加到一个太阳能电池中,从而利用了更广的光谱范围,使相同数量的太阳光产生更多的能量。
这种超薄材料采用了所谓的多结方法,现已通过独立认证,能效超过27%,首次与传统的单层发电材料(即硅光伏材料)的性能相媲美。日本国家先进工业科学与技术研究所(AIST)在研究人员的科学研究报告于今年晚些时候发表之前颁发了证书。
牛津大学物理系博士后研究员胡帅峰(英译)博士说:“在使用我们的堆叠或多接面方法进行实验的短短五年时间里,我们已经将功率转换效率从6%左右提高到了27%以上,接近目前单层光伏技术所能达到的极限。我们相信,随着时间的推移,这种方法可以使光伏设备达到更高的效率,超过45%。”
与之相比,目前太阳能电池板的能效约为22%(这意味着它们能转换太阳光中约22%的能量),但新型超薄柔性材料的多功能性也是关键所在。这种材料的厚度仅为1微米多一点,几乎是硅晶片厚度的150倍。与通常应用于硅面板的现有光伏材料不同,这种材料几乎可以应用于任何表面。
通过使用可用作涂层的新材料,我们已经证明我们可以复制并超越硅,同时还获得了灵活性。牛津大学物理系玛丽-斯克沃多夫斯卡-居里行动博士后研究员王俊科(英译)博士说:“这一点非常重要,因为它可以提供更多的太阳能,而不需要那么多的硅基电池板或专门建造的太阳能发电场。”
研究人员相信,他们的方法将继续降低太阳能的成本,并使其成为最具可持续性的可再生能源形式。自2010年以来,全球太阳能发电的平均成本下降了近90%,比化石燃料发电便宜近三分之一。随着新材料(如过氧化物薄膜)的出现,创新有望进一步降低成本,从而减少对硅电池板和专用太阳能发电场的需求。
我们可以设想,在更广泛的表面类型(如汽车和建筑物的屋顶,甚至手机的背面)上涂覆磷灰石涂层,以产生廉价的太阳能。王博士补充说:“如果能以这种方式产生更多的太阳能,我们可以预见,从长远来看,使用硅电池板或建造越来越多的太阳能发电场的需求将会减少。”
这些研究人员是牛津大学物理系可再生能源教授亨利-斯奈思(Henry Snaith)领导的40位从事光伏研究的科学家之一。他们在光伏领域,尤其是在使用薄膜包晶体方面的开创性工作始于大约十年前,并受益于一个定制的机器人实验室。他们的研究成果具有强大的商业潜力,并已开始应用于公用事业、建筑和汽车制造行业。
牛津光伏公司是2010年从牛津大学物理系分离出来的一家英国公司,由联合创始人兼首席科学官Henry Snaith教授创办,旨在将透辉石光伏技术商业化,该公司最近开始在德国柏林附近的勃兰登堡-安-德-哈维尔工厂大规模生产透辉石光伏技术。这是世界上第一条批量生产“硅上透辉石”串联太阳能电池的生产线。
斯奈思教授说:“我们最初考虑在英国选址开始生产,但英国政府尚未提供与欧洲和美国其他地区相匹配的财政和商业激励措施。到目前为止,英国对太阳能的考虑还仅仅停留在建设新的太阳能发电场上,但真正的增长将来自于创新成果的商业化--我们非常希望新成立的英国能源公司能够关注这一点。”
“这些材料的供应将成为全球绿色经济中一个快速增长的新兴产业,我们已经证明英国正在进行创新并在科学上处于领先地位。然而,如果没有新的激励措施和更好的途径来将这种创新转化为制造业,英国将错失引领这一全球新产业的机会。”斯奈思教授补充道。







