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你知道提高太阳能光伏电池的能量转换率的方法吗?光伏发电哪家好

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你知道提高太阳能光伏电池的能量转换率的方法吗?光伏发电哪家好

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低转化率一直是困扰我们的一个难题。那我们该如何面对呢?今天,光伏发电哪家好发现了植物光合作用的奥秘。

加州大学河滨分校(UniversityofCalifornia,Riverside)助理教授内森·加博(NathanGabor)将光合作用与物理学结合起来,研究结果表明,太阳能光伏电池的效率更高研究结果发表在“纳米信”杂志上。

专注于凝聚态物理学的内森·加博(NathanGabor)很快对光合作用产生了兴趣。在过去的六年里,当他开始重新思考太阳能光伏电池的转换问题时,他想知道,我们能否用更有效地吸收太阳辐射的材料来取代太阳能电池?

加博说:“植物已经能够通过不断的进化来实现这一目标,但目前太阳能光伏电池的可用率仅在35%至42%之间,仍然无法控制太阳能的突然变化。”这极大地浪费了太阳的能量,阻碍了太阳能电池作为能源的普及。

因此,Gabor和其他教授一起设计了一种新的“量子热光伏电池”来解决能量转换问题,从而控制太阳能电池中的能量流动。该设计将热能发生器和光伏电池结合起来,从太阳辐射中吸收光子并将它们转化为电能。

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令人惊讶的是,研究人员发现,电池也可以在没有主动反馈或自适应控制机制的情况下调整太阳能转换。太阳能的变化由目前在屋顶和太阳能农场使用的传统光伏技术中的变压器和反馈控制器控制,但这大大降低了太阳能的整体效率。

该小组的目标是设计一种光伏电池,将太阳能与平均功率需求相匹配,并控制能量波动,以避免过多的能量积累。

研究人员比较了两种量子力学光伏电池系统:光伏电池只吸收一种颜色的光,而另一种则吸收两种颜色的光。他们发现,只要简单地将光子吸收通道转换成两个,光伏电池就可以自然地调节能量流动。

其基本工作原理是:一个通道以高平均功率吸收波长,另一个信道以低平均功率吸收波长。这样,光伏电池就可以在高功率和低功率之间切换,从而将不同的太阳能转换成稳定的能量输出。

当Gabor和他的团队应用这些简单的模型测量地球表面的太阳光谱时,他们发现绿光的吸收率(即每个单位波长的吸收)对调节能量没有影响,因此应该排除。它们从系统中优化光电池的参数,以减少太阳能的波动。他们发现,吸收的光谱与绿色植物光合作用中观察到的光谱几乎相同。

研究人员认为,量子热光伏电池调节能量的能力可能是释放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。

其他研究人员发现,植物中的几种分子结构,包括叶绿素A和叶绿素B,在防止植物能量过度积累方面起着重要作用。没有这些分子的存在,过多的能量积累可能会杀死它们。河滨大学的研究人员发现,光伏发电哪家好他们研究的光伏电池的分子结构与光合作用中的叶绿素非常相似。


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