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讓太陽能電池更高效 新技術(shù)解決光伏電池高溫適應(yīng)性難題
2022年07月12日 14:54:29
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：5785
碳達(dá)峰與碳中和作為目前環(huán)境治理的重要目標(biāo)，受到了大眾的高度重視，各個國家都從自身發(fā)展需求著手針對“雙碳”做出了長期的發(fā)展規(guī)劃與應(yīng)對舉措。而其中，能源占據(jù)了非常重要的地位，不少著手于實現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和的國家都將可持續(xù)發(fā)展的清潔能源作為未來能源發(fā)展的主要目標(biāo)。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】碳達(dá)峰與碳中和作為目前環(huán)境治理的重要目標(biāo)，受到了大眾的高度重視，各個國家都從自身發(fā)展需求著手針對“雙碳”做出了長期的發(fā)展規(guī)劃與應(yīng)對舉措。而其中，能源占據(jù)了非常重要的地位，不少著手于實現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和的國家都將可持續(xù)發(fā)展的清潔能源作為未來能源發(fā)展的主要目標(biāo)。
而在現(xiàn)有的新能源產(chǎn)業(yè)中，光伏作為一種技術(shù)相對成熟并且已經(jīng)有一定運(yùn)用場景的技術(shù)，自然而然地被寄予了厚望，光伏發(fā)電也被認(rèn)為是一種能夠合理取代燃煤發(fā)電的有效途徑。但即便如此，現(xiàn)有的光伏產(chǎn)業(yè)卻依舊存在幾個需要解決的難題。光伏電池的高溫適應(yīng)性便是其中之一。
光伏電池是一種用于把太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，一般采用高效率單晶硅或多晶硅作為基底，搭配高透光率鋼化玻璃、Tedlar、抗腐蝕鋁合多邊框等材料，結(jié)合真空層壓工藝及脈沖焊接工藝制造，因此壽命與轉(zhuǎn)化率都相對可觀。但是在高溫環(huán)境下，光伏電池的轉(zhuǎn)化率卻會出現(xiàn)明顯下降，并且當(dāng)溫度到達(dá)一定程度時，光伏電池的損壞風(fēng)險也會增加。
具體來說，硅太陽能電池在高溫環(huán)境下工作時，開路電壓會因為溫度的升高而大幅下降，從而導(dǎo)致充電工作點的嚴(yán)重偏移，進(jìn)而引起系統(tǒng)充電不足并伴隨損壞風(fēng)險。與此同時，太陽能電池短路電流也會隨溫度地升高而升高。而從此前有關(guān)機(jī)構(gòu)的實驗結(jié)果來看，20度左右環(huán)境中光伏電池的輸出功率要比70度環(huán)境中的高出20%左右。
事實上，也就是因為高溫適應(yīng)性的關(guān)系，光伏電池也存在了技術(shù)上的矛盾。一般來說，想要更加全面高效地利用光能資源，太陽能電板應(yīng)該假設(shè)在空曠且光照充足的環(huán)境中，但是全年日照時間是會影響該地的平均溫度的，因此實際上光伏電站目前的選址反而多為光照條件一般，但是年平均溫度相對較低的地區(qū)。這也就導(dǎo)致了，目前光伏發(fā)電在效率上其實仍有很大的提升空間，甚至許多光照條件合適的地區(qū)因為溫度問題而無法建設(shè)光伏發(fā)電站。
而就在最近，俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)開發(fā)出一種光伏轉(zhuǎn)換器兩面冷卻的高效方法。該大學(xué)研究人員通過鋁翅片和相變材料(石蠟)的組合來冷卻光伏轉(zhuǎn)換器，使得即便在溫度較高的環(huán)境中，光伏轉(zhuǎn)化器依舊能夠以一個相對較高的工作效率正常運(yùn)行。從目前的實驗結(jié)果來看，這一技術(shù)能夠?qū)⑤^高溫度下光伏電池的效率提升10%到12%左右。
可以預(yù)想到的一點是，如果未來該技術(shù)能夠進(jìn)一步發(fā)展并實現(xiàn)成果化，那么對于一些高溫地區(qū)而言，建設(shè)太陽能發(fā)電站也將成為可能。
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