現階段的矽晶太陽能電池主要吸收近紅外光、可見光,無法善加利用所有的光線,對此,美國科學家不希望浪費一絲一毫的光,開發出新型的太陽能板設計,可以將光波長轉換成矽晶電池可以吸收的光譜,最終提高太陽能轉換效率。
現在的太陽能板可以說是忽略紫外線和藍光等較短波長的光,過去科學家們一直在嘗試各種不同的太陽能電池設計,像是使用不同的材料或是染料,比如可以吸收藍光與綠光的鈣鈦礦電池、室內可用的有機太陽能電池,但目前進展有限。
美國紐約大學坦登工程學院則獲得突破,研發出特殊薄膜,可以將紫外線、藍色光轉換為近紅外光,有助於提高現有矽晶太陽能板的效率,重要的是,也能避免太陽能電池暴露在紫外線下,延長電池的使用壽命,薄膜也不會阻礙矽晶太陽能捕捉紅外光。
新型薄膜由摻雜少量鐿的無機鈣鈦礦材料製成,其中就如同上面所說,鈣鈦礦擅長吸收藍光,可以將光傳遞至鐿、發射近紅外光,最後被矽晶太陽能電池接收,完成「養分傳遞」。
團隊測試也發現,薄膜能以 82.5% 效率將藍色光轉換為紅色光,後續改良研究中,除了減少材料逸散出的鉍,新型薄膜也可將高達 95% 的藍光轉換到紅光,最後或許有機會突破 100% 藍紅光轉換效率。
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(首圖來源:Flickr/Bureau of Land Management CC BY 2.0)
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