斯坦福大学开发新TMD材料 助力打造超薄、轻便的太阳能电池
盖世汽车讯 太阳能工程领域正在展开一场竞赛,以制造非常薄而灵活的太阳能电池板,用于电动汽车等出行领域。据外媒报道,斯坦福大学的研究人员开发的一组光伏材料,取得创纪录效率。
(图片来源:斯坦福大学)
与其他太阳能材料相比,这些过渡金属二硫化物(或TMD)的主要优势在于,能够吸收照射在其表面的超高水平的阳光。斯坦福大学电气工程博士学者Koosha Nassiri Nazif表示:“想象一下,在一架自动无人机的机翼顶部,所安装的太阳能阵列,比一张纸还要薄15倍。这就是TMD的前景所在。”
对于柔性、轻量化和高功率应用来说,比如可穿戴设备和传感器,或是航空航天设备和电动汽车,太阳能首选材料硅过于笨重、不易弯曲,因此很有必要寻找新的材料。
具有竞争力的替代方案
尽管TMD前景看好,然而迄今为止,在研究实验过程中,一直难以将其吸收的2%以上的阳光转化为电能。就硅太阳能电池板而言,这个数字接近30%。为了促进TMD的广泛使用,必须缩小这一差距。
斯坦福大学的新原型,实现了5.1%的电力转换效率。预计经过光学和电气优化后,实际上可以达到27%的效率,与目前市场上最好的太阳能电池板(包括硅)相当。
此外,该原型的的功率重量比,比以往开发的TMD高100倍。对于电动汽车和无人机等出行应用,以及在移动过程中为远征设备充电的能力,这一比率具有重要意义。考虑到比功率,即衡量太阳能电芯单位重量的电能输出,该原型产生每克4.4瓦的功率,可与当前其他薄膜太阳能电芯相媲美,包括其他实验原型。