《科学家利用黑色金属技术将太阳能提高15倍》

  • 来源专题:关键矿产与绿色冶金
  • 编译者: 欧冬智
  • 发布时间:2025-08-29
  • 目前,太阳能热电发电机(STEG)的效率限制阻碍了其作为实际能源生产方式的普及。当前大多数STEG装置只能将不到1%的阳光转化为电能,而住宅太阳能电池板系统的效率约为20%。罗切斯特大学光学研究所的研究团队通过新技术显著缩小了这一效率差距。在发表于《光:科学与应用》的研究中,他们描述了独特的光谱工程和热管理方法,这些方法使STEG装置的发电量提高了15倍。 研究团队成员郭春雷表示:“几十年来,研究界一直专注于改进STEG中使用的半导体材料,并在整体效率方面取得了适度进展。而在这项研究中,我们并未涉及半导体材料,而是专注于装置的热侧和冷侧。通过在热侧更好地吸收太阳能和热量,以及在冷侧更好地散热,我们显著提升了效率。” 新型高效STEG采用了三种策略:首先,在STEG的热侧,研究人员使用郭实验室开发的特种黑金属技术,将普通钨转化为选择性吸收太阳波长光的材料。他们利用强大的飞秒激光脉冲在金属表面蚀刻纳米结构,增强了材料对阳光的能量吸收,同时减少了其他波长的热量散失。其次,研究人员在黑金属上覆盖了一块塑料,类似在农场上搭建迷你温室,以减少对流和导热,从而在热侧捕获更多热量。
  • 原文来源:http://www.sciencedaily.com/releases/2025/08/250824031542.htm
相关报告
  • 《美科学家大幅提高分解水分子存储太阳能效率》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:姜山
    • 发布时间:2016-11-28
    • 美国斯坦福大学一个团队10月31日报告说,他们对通过分解水分子储存太阳能的方法进行了改进,使这种方法的储能效率达到30%,是目前同类方法中最高效的。 这种方法涉及的科学原理并不复杂:首先利用太阳能电池把水分子分解为氧气和氢气,然后在需要时释放上述过程中所储存的化学能,其方式可以是使生成的氧气和氢气重新结合生成水,也可以是在内燃机里燃烧氢气。 这一储能原理早已提出,但如何使其成为高效的工业流程却是一个难题。斯坦福大学一个交叉学科团队在英国《自然·通讯》杂志上发表论文说,他们对上述方法做了三方面改进。首先,他们使用的三结太阳能电池不同于常规硅基太阳能电池。这种太阳能电池由3种不常见半导体材料制成,可以依次吸收太阳光中的蓝光、绿光和红光,将太阳的光能转化为电能的效率提高至39%,而常规硅基太阳能电池的光电转化效率仅为20%左右。 其次,研究人员着重改进了用以分解水分子的催化剂,大幅提高了催化效率。此外,他们将两个相同的电解装置合并起来同时反应,制备出两倍的氢气,而此前这类方法通常只采用一个电解装置。实验表明,改进后的这种方法的储能效率达到30%,超过了24.4%的行业同类方法最高纪录。 斯坦福大学化学工程与光子科学副教授托马斯·贾拉米洛说,这项成果距离把分解水分子这项储能技术发展为实用而可持续的工业流程更近了一步,下一步他们将继续研究如何以成本较低的材料和装置取得相似的储能效率。
  • 《刷新纪录!德国科学家将CIGS薄膜太阳能电池效率提升至22%》

    • 来源专题:广州能源研究所信息监测
    • 编译者:giecinfo
    • 发布时间:2016-04-07
    • 德国巴登符腾堡太阳能和氢能源研究中心(ZSW)刷新了一项新的欧洲纪录。斯图加特科学家将由铜铟镓硒(CIGS)制成的薄膜太阳能电池效率提升至22%。 此项CIGS新技术倍受太阳能行业青睐,将很快替代传统硅太阳能电池,占据更大市场份额。 此新型电池表面积为0.5平方厘米,符合测试电池专业标准,利用实验室喷涂机制成。并且未来几年可能效率会达到25%。 研究人员通过采取各种方法对生产过程进行优化才得以刷新此记录。德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所ISE对此项新纪录进行认证。ZSW现在只比当前世界纪录落后0.3个百分点。 来源:集邦新能源网