太阳能发电新工艺可同时利用光和热

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最佳转换效率可达至现有系统的3倍

科技日报  2010 年 8 月 4 日　星期 三
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* V- |& r( q, ~2 m/ H8 E　　本报讯 （记者常丽君）据物理学家组织网8月3日（北京时间）报道，美国斯坦福大学的研究人员开发出一种太阳能转换新工艺，该工艺可同时利用太阳的光和热来产生电力，其产生电力的效率要比现有方法高出两倍多，生产成本将有可能与石油相抗衡。此项研究成果发表在8月1日《自然·材料科学》网络版上。

5 i5 k' W6 _# D, X: R0 [　　与目前使用在太阳能电池板中的光伏发电技术不同，新工艺不会随温度升高而降低效率，因此可在更高温度下工作。这种被称为“光子增强热离子发射”（PETE）的新工艺，其效率将大大超过现有的光伏及热转换技术的效率。

5 F, h1 N* a( i/ u6 _+ O　　斯坦福大学材料科学和工程系副教授尼克·梅洛仕领导的研究小组通过在一片半导体材料上喷涂一薄层金属铯，使材料具有了利用光和热来产生电力的能力。研究证实，这一新工艺将不再基于标准的光伏发电机制，能在很高的温度条件下产生类似于光伏发电的反应，而且温度越高，工作效率越高。

　　大多数硅基太阳能电池在温度达到100摄氏度时已呈现出惰性，但PETE设备在超过200摄氏度的条件下才会达到峰值效率，因而最适于应用在抛物面太阳能聚光器中。可达到800摄氏度高温的抛物面聚光器通常作为太阳能发电厂设计的一部分，因此，PETE设备可为太阳能发电厂提供第二条电力来源，通过与现有技术的结合，电力生产成本有望做到最小化。
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& ~6 B$ Y) V5 C, ~　　梅洛仕计算出，PETE工艺应用于太阳能聚光器时所能达到的效率高达50%，和余热循环系统相结合，则效率可达55%—60%，这几乎是现有系统的3倍。
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+ h' r4 b, @; k# w5 m　　PETE系统的另一优势在用于太阳能聚光器时，制作设备所需的半导体材料数量相当少，从而大幅降低了太阳能电力生产的成本。
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) e% @$ y  H, N/ [/ B; Z　　研究人员表示，PETE工艺大大增强了太阳能发电的可行性，即使达不到最佳效率，只要能将转换效率从20%增加到30%，其整体转换效率也将在原有基础上提高50%，这将大大促进太阳能产业与石油业的竞争能力。

　　甭管怎么“取之不尽，用之不竭”，与转换效率密切相关的成本问题，始终都是制约太阳能开发利用的紧箍咒。所以，提高光伏发电的转换效率，总会让研究者们“睡梦中露出甜美的微笑”。斯坦福大学新工艺的独到之处在于变高温之祸为福，很可能成为太阳能电池发展的突破口。光电转换加光热转换若真能进入“一加一大于二”的佳境，那无疑将是光伏产业史上最辉煌的篇章。

ircfelix

技术上非常困难，一般光伏、光热都是分开的，组件也有所不同