由于国际研究团队开发的新型微尺度太阳能聚光技术，现在可以在您的屋顶上实现类似于太空中使用的超高效太阳能电池。
宾夕法尼亚州立大学电气工程助理教授Noel C. Giebink说：“聚光光伏(CPV)系统通过使用廉价的光学器件将太阳光聚集在它们上，从而利用高效多结太阳能电池的成本。“目前的CPV系统是广告牌的大小，必须非常准确地指出，以便在一天中跟踪太阳。但是，你不能在你的屋顶上安装这样的系统，这是世界上大多数太阳能电池板的地方已安装。“
Giebink指出，典型硅太阳能电池的成本下降使其成为太阳能电力总成本中的一小部分，其中还包括许多固定，布线，安装和维护等“软”成本。使用多结CPV将电池效率从大约20%提高到大于40%非常重要，因为增加给定系统产生的功率可以降低其产生的电力的总成本。
为了在屋顶上实现CPV，研究人员将小型化的砷化镓光伏电池，3D打印的塑料透镜阵列和可移动的聚焦机制相结合，以减小CPV系统的尺寸，重量和成本，并创建类似于传统太阳能电池板的东西。被放置在建筑物屋顶朝南的一侧。他们今天(2月5日)在Nature Communications报道他们的结果。
“我们与伊利诺伊大学的同事合作，因为他们是制造小型，高效多结太阳能电池的专家，”Giebink说。“这些电池小于1平方毫米，采用大型平行批次制造，然后将其中的一系列电池转移到薄玻璃或塑料薄片上。”
为了将太阳光聚焦在细胞阵列上，研究人员将它们嵌入到一对3D打印的塑料小透镜阵列之间。顶部阵列中的每个小透镜都像一个小放大镜，与底部阵列中的小透镜相匹配，其功能类似于凹面镜。每个微小的太阳能电池都位于这个二人组的焦点，阳光强度超过200倍。因为焦点在一天的过程中与太阳一起移动，所以中间太阳能电池片通过在小透镜阵列之间横向滑动而跟踪。
此类基于平移的跟踪的尝试每天仅工作约两小时，因为焦点移出太阳能电池的平面，导致光损失和效率下降。通过将细胞夹在小透镜阵列之间，研究人员解决了这个问题并实现了有效的太阳能聚焦，整整8小时，只需要大约1厘米的总移动量进行跟踪。
为了润滑滑动单元阵列并通过小透明夹层改善传输，他们使用光学油，这允许小型电动机使用最小量的力进行机械跟踪。
“愿景是这样的微型跟踪CPV面板可以放置在与传统太阳能电池板相同的空间中，并产生更多的功率，”Giebink说。“这种解决方案的简单性确实赋予它实用价值。”
由于总面板厚度仅约为1厘米，其中99% - 除太阳能电池及其布线外的所有部件 - 均由丙烯酸塑料或树脂玻璃组成，因此该系统具有生产成本低廉的潜力。然而，Giebink警告说，CPV系统不适合所有地点。
“CPV只在阳光直射的地区才有意义，比如美国西南部，”他说。“在像太平洋西北地区这样的多云地区，CPV系统无法集中漫射光，他们失去了效率优势。”
免责声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！