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光合作用可以提高太阳能光伏电池的能量转换率吗?光伏发电厂家认为呢?

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光合作用可以提高太阳能光伏电池的能量转换率吗?光伏发电厂家认为呢?

发布日期:2019-12-16 作者: 点击:

太阳能光伏发电电池是未来清洁能源的一种选择,但太阳能光伏发电的能量转换率低一直是我们面临的问题。那我们该怎么面对呢?今天,光伏发电厂家发现了植物光合作用的奥秘。

加州大学河滨分校助理教授内森·加博将光合作用与物理学结合起来,研究结果表明,太阳能光伏电池可以提高效率。研究结果已发表在《纳米快报》杂志上。

专注于凝聚态物理的内森·加博很快对光合作用产生了兴趣。在过去的6年里,当他开始重新思考太阳能光伏发电电池的转换问题时,他想,我们能不能用能更有效吸收太阳辐射的材料来替代太阳能电池的材料?

加博说:“植物已经进化到实现这一目标,但目前可用的太阳能光伏电池的转换效率只有35%-42%,仍然无法控制太阳能的突然变化”,这是对太阳能的巨大浪费,阻碍了太阳能电池作为能源的普及。

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因此Gabor等教授设计了一种新型的“量子热光伏电池”来解决太阳能电池的能量转换问题,它可以控制太阳能电池的能量流动。这种设计结合了热发电机和光伏电池,吸收太阳辐射的光子并将其转化为电能。

令人惊讶的是,研究人员发现,电池也可以调节和转换太阳能,而无需主动反馈或自适应控制机制。在目前屋顶和太阳能发电场使用的常规光伏技术中,太阳能的变化依赖于电压变换器和反馈控制器,但这大大降低了太阳能发电的整体效率

研究团队的目标是设计一种光伏电池,使太阳能辐射中的能量与平均功率要求相匹配,并能控制能量波动,避免多余能量的积累。

研究人员比较了两种量子机械光伏系统:一种只吸收单一颜色的光,另一种吸收两种颜色的光。他们发现,只要将光子吸收通道简单地变成两个,光伏电池就可以自然地调节能量流。

其基本工作原理是一个通道吸收高平均功率的波长,另一个通道吸收低平均功率的波长。这样,光伏电池就可以在高功率和低功率之间切换,从而将不同功率的太阳能转化为稳定的能量输出。

当Gabor和他的团队将这些简单的模型应用于测量地球表面的太阳光谱时,他们发现绿光的吸收率(即可以吸收每个单位波长的部分)对调节能量没有影响,因此应该排除它。他们从系统中优化光伏电池的参数,以减少太阳能的波动。他们发现吸收光谱与绿色植物光合作用中观察到的几乎相同。

研究人员已经表明,量子热光伏电池调节能量的能力可能是开启植物光合作用的关键,这也可以解释地球上绿色植物的优势。

以上就是光伏发电厂家对“光合作用可以提高太阳能光伏电池的能量转换率吗?”的问题作出的解答,希望对您有所帮助。


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