太阳能电池|都2020年了太阳能发电咋还没普及?先看看光是怎么变成电的!( 二 )


薄膜太阳能电池是用半导体薄膜作为基板制造的太阳能电池 , 能耗较少 , 可产生电压的薄膜厚度仅需数微米 , 适合光伏建筑一体化 。
目前市场上的薄膜太阳能电池主要包括硅基、碲化镉和铜铟镓硒薄膜太阳能电池三种类型 , 发电原理与晶硅太阳能电池相似 。
常见的光电化学太阳能电池有染料敏化纳米晶太阳能电池 。 染料敏化纳米晶太阳能电池由光阳极、染料敏化剂、对电极和氧化还原电解质组成 , 原理源于人类对植物光合作用的模仿 , 利用染料敏化剂优异的吸光性能将太阳能转化为电能 。
此外 , 钙钛矿太阳能电池和量子阱半导体太阳能电池作为后起之秀 , 前景较好 。
钙钛矿太阳能电池的发电原理和结构均与染料敏化电池类似 , 以钙钛矿(CH3NH3PbX3(X=Br,I))为光吸收层 , 钙钛矿层两端界面分别和N型半导体、P型半导体接触形成P-I-N结构(或者N-I-P反型结构) 。
量子阱半导体太阳能电池是研制高效率Ⅲ-Ⅴ族复合物半导体太阳能电池的有效途径 , 亦是提升叠层电池转换效率的手段 。 科学家通过调节电池中量子阱半导体太阳能电池中不同元素的含量 , 以获得更高的光电转换效率 。
太阳能电池|都2020年了太阳能发电咋还没普及?先看看光是怎么变成电的!
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卫星上的太阳能发电设备
来源|网络
随着太阳能电池的蓬勃发展 , 航空事业也得到推进 。 较于普通太阳能电池 , 应用于空间站的太阳能电池具有长期持续发电、效率高、零排放、能承受各种冲击的优势 。
目前我国空间站用太阳能光伏电池主要以经济性好 , 工作稳定的晶硅太阳能电池为主 。
与此同时 , 单结砷化镓太阳电池与多结级联砷化镓太阳电池也在空间站得到应用,发展也较为迅速 , 但由于不同成分组成的太阳能电池有着不同的优缺点 , 因此各个类型的太阳能电池在空间中的岗位也不尽相同 。
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为啥太阳能发电没有普及?
介绍到这里 , 或许大家会很疑惑:太阳能研制已逾百年 , 且得到如此多的成果 , 那么为啥都到了2020年了太阳能发电还没大规模应用于民用发电呢?
原因主要分为两类:环境因素、成本因素 。 就环境而言 , 太阳能发电要求有足够的直射光照以及光照时长 , 因此太阳能发电受气候制约比较大 。 不是所有的地区都适合安装太阳能发电设备 , 而且不是任何季节都适合使用太阳能发电 。
就成本而言 , 光伏发电的太阳能电池单件的发电效率极低 , 故而要增大效率 , 必须提高采光面积 , 显然这不仅导致发电建设成本非常高 , 而且若其作为民用发电 , 电费昂贵 , 性价比不高 。
如要降低太阳能发电成本 , 可以从光伏发电全过程的每一步进行技术改进 。 但是尽管每一步都有成本下降的余地 , 面临的挑战依旧很多 , 材料、设备、电池、电池组件、兆瓦级光伏电站等各项技术都未完全成熟 。
因此 , 太阳能发电的普及还有赖于技术创新 , 以得到效率高、成本低、易于制造的太阳能电池 。
来源:数字北京科学中心
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