MIT發(fā)布2017全球十大突破性技術(shù)：多數(shù)生命科學(xué)技術(shù)入選

　　太陽(yáng)能熱光伏電池

　　Hot Solar Cells

　　技術(shù)突破：一種可以讓太陽(yáng)能電池效率翻倍的技術(shù)。

　　重要意義：這項(xiàng)新設(shè)計(jì)可能會(huì)催生出在日落后依然可以工作的廉價(jià)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)。

　　主要研究者：

　　- David Bierman、Marin Soljacic、Evelyn Wang(麻省理工學(xué)院)

　　- Vladimir Shalaev(普渡大學(xué))

　　成熟期：10到15年

　　太陽(yáng)能電池板覆蓋了越來(lái)越多的屋頂，但是，盡管這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，這些硅片組成的電池組件仍然笨重、昂貴而且低效。理論上的限制讓這些常規(guī)的光伏電池板只能吸收太陽(yáng)光中的一部分能量。

　　但是，麻省理工學(xué)院的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造了一種全新類型的太陽(yáng)能設(shè)備，利用工程創(chuàng)新和最新的材料科學(xué)進(jìn)步來(lái)捕獲更多的太陽(yáng)能。

　　該技術(shù)的秘訣在于先將太陽(yáng)光變成熱能，然后將其重新變成光，而且聚集在太陽(yáng)能電池可以使用的光譜范圍內(nèi)。

　　雖然許多研究人員已經(jīng)在這項(xiàng)被稱為是太陽(yáng)能熱光伏的技術(shù)上研發(fā)了多年，但麻省理工學(xué)院的這個(gè)裝置是第一個(gè)可以比只使用光伏電池吸收更多能量的裝置，表明該方法可以顯著提高效率。

　　標(biāo)準(zhǔn)硅太陽(yáng)能電池主要捕獲從紫色到紅色的可見(jiàn)光。再加上其他條件的限制，它們永遠(yuǎn)不能把太陽(yáng)能中超過(guò)32%的能量轉(zhuǎn)化為電能。麻省理工學(xué)院的這個(gè)設(shè)備仍然是一個(gè)粗糙的原型，而且運(yùn)行效率只有6.8%，但是通過(guò)各種辦法提高效率后，其效率可以大約達(dá)到傳統(tǒng)光伏的兩倍。

　　MIT團(tuán)隊(duì)研發(fā)的原型設(shè)備，陽(yáng)光從中間的窗口射入真空腔。

　　這個(gè)創(chuàng)新設(shè)備的關(guān)鍵步驟是開(kāi)發(fā)了一種叫做吸收-輻射器的東西——它本質(zhì)上就是一個(gè)放在太陽(yáng)能電池上方的光漏斗。吸收層由實(shí)心的黑色碳納米管構(gòu)成，用來(lái)捕獲太陽(yáng)光中的所有能量并將其中的大部分轉(zhuǎn)化為熱。

　　當(dāng)溫度達(dá)到約1000℃時(shí)，相鄰的輻射層再將這些能量以光的形式輻射出來(lái)，而這時(shí)，這些輻射出來(lái)的光的光譜已經(jīng)基本窄到光伏電池可以吸收的范圍。

　　用于捕獲太陽(yáng)光，并將其轉(zhuǎn)化為熱能的黑色碳納米管層。

　　麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)技術(shù)當(dāng)然也有其弊端，比如部分部件相對(duì)而言仍然非常高昂，以及目前僅能在真空環(huán)境下工作等。但其經(jīng)濟(jì)性應(yīng)該會(huì)隨著效率的提高而提高。

　　此外，研究人員還在探索如何去利用太陽(yáng)能熱光伏電池的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。因?yàn)闊岜入姼菀變?chǔ)存，所以應(yīng)當(dāng)可以將由裝置產(chǎn)生的過(guò)量的熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)，這樣即使在太陽(yáng)不發(fā)光時(shí)也可以用于產(chǎn)生電力。

　　如果研究人員可以整合儲(chǔ)熱設(shè)備，并提高效率水平，該系統(tǒng)有朝一日將可以實(shí)現(xiàn)清潔、廉價(jià)和連續(xù)的太陽(yáng)能電力供應(yīng)。