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雙面鈣鈦礦太陽能電池:開啟更高能量輸出的未來

隨著可再生能源的重要性日益凸顯,科學家和工程師們不斷尋求創新的方法來提高太陽能電池的效能和能量輸出。最近,美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)的科學家們開發出一種激動人心的技術—雙面鈣鈦礦太陽能電池,它有望以更低的成本產生更高的能量輸出


雙面太陽能電池獨特的設計讓陽光可以同時照射到正反兩面,這使得它在性能上勝過傳統的單面太陽能電池。根據研究人員的指出,雙面鈣鈦礦太陽能電池的正面效率接近最佳單面太陽能電池的效率,而背面效率也相對較高。實驗室測試結果顯示,正面照射的效率超過23%,而背面照射的效率則達到前者的91%至93%。



在開發這種雙面電池之前,研究人員透過光學和電學模擬確定了必要的厚度。前面的鈣鈦礦層需要足夠的厚度來吸收太陽光譜的大部分光子,然而過厚的鈣鈦礦層會阻擋光子的通過。背面的電極則需要確定理想的厚度以減少電阻損耗。透過模擬,他們發現鈣鈦礦層的理想厚度約為850納米,相較之下,一根人類的頭髮約為70,000納米。


研究人員通過將雙面太陽能電池放置在兩個太陽模擬器之間來評估雙面照射的效果。正面接收直射光,而背面接收反射光。隨著反射光與正面光照比例的增加,電池的效率也隨之提高。


雙面鈣鈦礦太陽能電池的出現為太陽能行業帶來了新的希望。儘管其製造成本可能高於單面模組,但隨著時間的推移,雙面太陽能電池可能成為更具投資價值的選擇,因為它們能夠產生比傳統單面太陽能電池多10%至20%甚至更多的能量,進一步降低太陽能發電的整體成本,同時減少對有限資源的依賴。



參考資料:

1. Bifacial Perovskite Solar Cells Point to Higher Efficiency. (2023年7月16日)。https://cleantechnica.com/2023/07/16/bifacial-perovskite-solar-cells-point-to-higher-efficiency/

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