热电材料助力光伏产业


  热电材料是一种利用非可见光的发电材料。半个世纪前,人们就梦想将热电材料与可见光太阳能发电结合起来开发。1954年,太阳能先驱玛丽亚.特尔克斯用热电材料吸收太阳热量,并成功将其转化为电能。20世纪50年代末,硅太阳能电池的转化效率提高到6%-8%,而热电材料的效率却依然保持在1%。因此,新生的太阳能光伏产业迅速崛起。

  尽管工艺不断完善和进步,目前硅太阳能电池的效率依然停滞在“15%-20%”之间,第一代晶硅电池的光电转换效率视乎已经达到极限,而新的热电材料则有可能解决这些问题。

  结合热电和光伏这两种模式最好的方式是分谱太阳能电池,它可以根据波长将阳光分隔利用。这种电池的效率将是标准硅电池的1.5倍,但实现分谱需要聚光器和分光棱镜,这将增加成本。

  另外美国亚利桑那大学的查尔斯.斯塔福德还发现一种多酚乙烯聚合物,通过选择分子链上的功能团,有望做到让电子按照一定方向流动,光子在这种材料中则如同陷入了蜘蛛网。这样也能实现20%-25%的光电转换效率,高于现有的光伏发电效率。更有趣的是,这种聚合物完全可以像普通的涂料一样刷到屋顶和墙上,然后接上电极,就能利用上太阳能了。