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讓太陽能電池更高效 新技術解決光伏電池高溫適應性難題
2022年07月12日 14:54:29
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：5799
碳達峰與碳中和作為目前環境治理的重要目標，受到了大眾的高度重視，各個國家都從自身發展需求著手針對“雙碳”做出了長期的發展規劃與應對舉措。而其中，能源占據了非常重要的地位，不少著手于實現碳達峰與碳中和的國家都將可持續發展的清潔能源作為未來能源發展的主要目標。
【化工儀器網 行業百態】碳達峰與碳中和作為目前環境治理的重要目標，受到了大眾的高度重視，各個國家都從自身發展需求著手針對“雙碳”做出了長期的發展規劃與應對舉措。而其中，能源占據了非常重要的地位，不少著手于實現碳達峰與碳中和的國家都將可持續發展的清潔能源作為未來能源發展的主要目標。
而在現有的新能源產業中，光伏作為一種技術相對成熟并且已經有一定運用場景的技術，自然而然地被寄予了厚望，光伏發電也被認為是一種能夠合理取代燃煤發電的有效途徑。但即便如此，現有的光伏產業卻依舊存在幾個需要解決的難題。光伏電池的高溫適應性便是其中之一。
光伏電池是一種用于把太陽的光能轉化為電能的裝置，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，結合真空層壓工藝及脈沖焊接工藝制造，因此壽命與轉化率都相對可觀。但是在高溫環境下，光伏電池的轉化率卻會出現明顯下降，并且當溫度到達一定程度時，光伏電池的損壞風險也會增加。
具體來說，硅太陽能電池在高溫環境下工作時，開路電壓會因為溫度的升高而大幅下降，從而導致充電工作點的嚴重偏移，進而引起系統充電不足并伴隨損壞風險。與此同時，太陽能電池短路電流也會隨溫度地升高而升高。而從此前有關機構的實驗結果來看，20度左右環境中光伏電池的輸出功率要比70度環境中的高出20%左右。
事實上，也就是因為高溫適應性的關系，光伏電池也存在了技術上的矛盾。一般來說，想要更加全面高效地利用光能資源，太陽能電板應該假設在空曠且光照充足的環境中，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。這也就導致了，目前光伏發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因為溫度問題而無法建設光伏發電站。
而就在最近，俄羅斯烏拉爾聯邦大學開發出一種光伏轉換器兩面冷卻的高效方法。該大學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換器，使得即便在溫度較高的環境中，光伏轉化器依舊能夠以一個相對較高的工作效率正常運行。從目前的實驗結果來看，這一技術能夠將較高溫度下光伏電池的效率提升10%到12%左右。
可以預想到的一點是，如果未來該技術能夠進一步發展并實現成果化，那么對于一些高溫地區而言，建設太陽能發電站也將成為可能。
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