最初发布于RenewEconomy。
澳大利亚领先的太阳能研究科学家取得了又一个重要的里程碑,报告了太阳能电池效率的巨大飞跃,这有可能导致太阳能发电成本的量子下降。
新南威尔士大学的一个由著名的马丁·格林(Martin Green)教授和马克·基弗斯(Mark Keevers)博士领导的研究小组报告了使用未聚焦的太阳光的太阳能电池的世界效率新纪录,这种光落在家庭和企业的屋顶太阳能模块上。
新记录最引人注目的部分是,它远远超过了以前的成就-从24.5%提升到了34.5%-并且正在接近太阳光转化为电能的理论极限-距离最近的预测还超过了三十年。
它还为太阳能成本的进一步变化奠定了基础–在最近的合同中,太阳能成本已降至3c / kWh以下,就所有能源的平均能源成本而言,它将变得无与伦比。未来的模块将更小,更强大,并且将提供更便宜的电源。
但是,科学家们也对澳大利亚太阳能研发的未来表示了担忧,因为其中很大一部分是来自澳大利亚可再生能源署的资助,该联盟希望除名称,期末补助金和剥夺了13亿美元的立法资金。
格林在声明中说:“我们必须保持澳大利亚光伏研究的步伐,以确保我们不仅基于如此巨大的成果,而且还将继续为澳大利亚带来收益。”
联合政府正根据其要确保纳税人“取回其钱款”的理由为其决定辩护。ARENA在UNSW研究上花费了140万美元。
但格林发布了一项新研究,该研究表明太阳能光伏发电已为澳大利亚带来了超过80亿澳元的直接收益,而新能源公司PERC电池所带来的仅效率提升,预计将为国内发电节省7.5亿澳元。在接下来的十年中。
Keevers告诉RenewEconomy:“如果想在太阳能技术上进行研发,就必须对其进行投资,而必须为其提供资金。”
ARENA首席执行官Ivor Frischknecht表示,这项成就证明了支持早期可再生能源技术的重要性。
Frischknecht先生说:“澳大利亚已经在太阳能研发方面取得了巨大的成就,并被公认为太阳能创新的全球领导者。”
“这些早期的基金会越来越多地使澳大利亚有可能在国内和出口市场归还太阳能污染物,而且没有理由相信这项破纪录的技术无法获得相同的结果。
“在适当的支持下,澳大利亚世界领先的研发机构将通过不断推出屋顶太阳能和公用事业规模的太阳能项目(例如ARENA通过其目前耗资1亿澳元的大型太阳能项目)逐步为家庭带来效益的提升。回合。
Keevers和Green使用28cm2的四结微型模块(嵌入在棱镜中)从UNSW的澳大利亚先进光伏中心创造了记录,该微型模块从阳光中提取最大的能量。
它通过使用四结混合接收器将入射光线分成四个波段来从每束太阳光中榨取更多的电能来实现这一目的。
经美国国家可再生能源实验室确认,UNSW的结果比美国Alta Devices的先前记录提高了近44%,效率达到24%,但表面积更大,达到800平方厘米。
Keevers在一份声明中说:“这一令人鼓舞的结果表明,光伏研究仍在进步,以使太阳能电池更加高效。”
“从每束阳光中提取更多的能量对于降低太阳能电池的发电成本至关重要,因为它降低了所需的投资,并能更快地收回投资。”
相同的UNSW团队在2014年创下了40%以上的效率的世界纪录,但这是通过使用反射镜来聚光(一种称为CPV(聚光光伏))的技术,然后类似地将各种波长分开来实现的。
然而,新的结果是在没有聚光器的情况下使用普通的阳光实现的,格林说,这种效率水平预计将在很多年后才能实现。
的确,德国的Agora Energiewende智囊团最近进行的一项研究设定了一个雄心勃勃的目标,即到2050年,该模块将使用不集中阳光的组件(例如家庭住宅中的标准组件)的效率提高35%。
该效率目标(目前使用的大多数模块的效率提高了一倍)是预测太阳能将降至2c / kWh甚至更低的基础。
格林在声明中说:“太阳能电池效率的变化速度快于许多专家的预期,这对太阳能来说是个好消息。”
Keevers在接受电话采访时补充说,现在还处于初期,这些太阳能电池不会很快进入屋顶组件。
它们仍然是复杂且昂贵的,但是制造工艺应该可以迅速降低成本。至少在最初,它们更有可能用于由澳大利亚RayGen开发的那种太阳能塔技术。
来自UNSW的更多有关其突破的技术细节的信息:
创纪录的UNSW微型模块在玻璃棱镜的一个面上结合了硅电池,在另一面结合了三结太阳能电池。
“三结电池使用三层的组合来瞄准入射的太阳光的离散波段:铟镓磷化物;铟镓砷化物;和锗。
“当阳光穿过每一层时,每个结点会以其最有效的波长提取能量,而未使用的部分光会传递到下一层,依此类推。
“三结电池未使用的入射太阳光的某些红外波段被滤除并反弹到硅电池上,从而从撞击微型模块的每束太阳光中吸收几乎所有能量。
“使用28平方厘米微型模块的34.5%的结果已经是世界纪录,但是将其扩展到更大的800平方厘米-从而超过Alta Devices的24%-完全可以实现。
Keevers说:“扩大互连会带来一些边际损失,但我们遥遥领先,完全可行。”这种四结装置的理论极限被认为是53%,这使得UNSW结果的三分之二。
这种类型的多结太阳能电池不太可能很快进入家庭和办公室的屋顶,因为它们需要更多的制造工作,因此比单结的标准晶体硅电池成本更高。但是UNSW团队正在研究新技术,以降低制造复杂性,并制造更便宜的多结电池。
“但是,频谱分裂方法非常适合太阳能塔,例如澳大利亚的RayGen正在开发的塔,该塔使用反射镜来聚集阳光,然后将其直接转换为电能。
“这项研究是由ARENA和UNSW与澳大利亚光伏电站技术开发商RayGen共同资助的;天合光能,一家光伏组件制造商;和美国国家可再生能源实验室。
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