光学和光子学

新兴光伏技术效率不断提高

字号+ 作者:admin 来源:小丑鱼-分享科普知识 2019-12-07 16:46

发布此效率表的动机是什么? 十年前,对于可以为我们已经拥有的材料带来更多优势的新材料的搜索开始势头强劲。这些材料可以用在柔性或透明基板上,或者仅由非常丰富或非常便宜的元素形成。如此众多的小组开始研究这些材料。 目前的情况是,我们有许多新兴材料,在任何地方都没有很好地总结。

新兴光伏技术效率不断提高

  发布此效率表的动机是什么?

  十年前,对于可以为我们已经拥有的材料带来更多优势的新材料的搜索开始势头强劲。这些材料可以用在柔性或透明基板上,或者仅由非常丰富或非常便宜的元素形成。如此众多的小组开始研究这些材料。

  目前的情况是,我们有许多新兴材料,在任何地方都没有很好地总结。有一篇论文(与我们非常相似)列出了非常成熟的技术在转换效率方面的进展。该表格每6个月(自1993年起)就在 Wiley 出版的《光伏进展》中出版,但仅限于工业阶段的技术。我们的想法是将所有其他论文中未考虑的新兴技术放在一起,以便社区可以遵循所有这些有时非常复杂和多样化的材料并找出最有前途的材料。

  我一直在考虑做这样的事情两到三年,部分原因是无奈。我们使用新材料,因此我们试图走在最前沿,并在将来与最相关的材料上保持最新,但是获取此信息非常令人沮丧,因为它花费了很多时间。我们是研究人员,必须花时间研究项目–为项目辩护,申请项目和监督论文–简化我们的生活应该非常有用。

  对于第一版,我们有7位作者-两位来自北美,两位来自欧洲,两位来自亚洲,我们请Aron Walsh对这些材料的建模进行回顾。

  是什么促使您包括评论?

  这是我们的效率表与每六个月发布的光伏表之间的差异。因为这是一个充满活力的领域,每个月左右都会有新的效率和新材料,所以在本文中有一节来考虑我们认为在发布时非常相关的内容对读者来说非常有用。因此,这是一个简短的部分–本身不足以成为主题回顾,而是新兴技术年度的亮点。

  这次,我们决定包括一节概述建模。由于这些材料非常新,因此建模对于理解特性非常重要。有很多事情要做,我们正在等待理论家就在实验室中可能有用或有趣的事情提供意见。这个想法是每年出版一个新版本,在下一个版本中邀请其他科学家来审查光伏领域中非常新的和新兴的主题。

  您如何确定范围?

  我们决定将这些效率表限制为无机材料,因为这些材料的技术通常非常相似并且比较容易。有机化合物或杂化化合物当然也很漂亮,非常相关且非常重要,但是它们使用不同的器件结构,不同的接触层和不同的配置。甚至所有设备背后的物理原理也可能完全不同。因此,将所有这些材料进行交叉链接更加困难。结果,我们将注意力集中在无机化合物上。

  即使在无机材料中,我们也要分析很多材料,但在有机材料方面,甚至可能更多。将来,该杂志可能会为有机或混合材料生产类似的产品[但需要那些材料的专家]。

  我一直使用无机材料。我在一篇与能源应用非常相关的材料– CdTe中完成了博士学位论文。那时,我正在为另一种应用程序-核能而工作,但是我与其他致力于太阳能的小组进行了互动,这确实引起了我的注意。因此,当我完成博士学位论文,并且对可再生能源的兴趣增加时,我在法国找到了该领域的博士后职位。在那里,我发展了在光伏应用薄膜半导体方面的全部知识。我现在从事此类能源应用材料已有14年了。

  是什么导致您将桌子限制在具有经过认证的效率和最小面积的设备上?

  认证对于商业阶段的材料非常重要且非常普遍,但对于新兴材料则不是。因此,我们要向科学界传达的第一个信息是,即使效率不如我们想要的那样高或在5-10%的范围内,认证我们的设备也非常重要。认证非常重要,因为它为其他研究人员提供了额外的信心。

  在区域方面,我们尝试使用代表其他设备的区域。有时您无法测量面积,因为很难为某些体系结构准确定义面积。但是,在面积很小的太阳能电池中,您可以从附近的太阳能电池中收集一些能量。如果您的太阳能电池足够大,则可以忽略不计,但是当您减小尺寸时,很难区分您获得的所有电流是来自太阳能电池,还是来自相邻太阳能电池的重要贡献,因此您会出错。

  我们也称“显着例外” [表中不符合效率和面积标准的设备]。这是作者之间集思广益的结果。我们基于我们可以真正确定和信任的参数以及误差有限的参数,因为参数可能很大,例如超过10%。因此,这是基于我们的经验以及与光伏模块指标方面比我们拥有更多专业知识的人员的咨询。

  您计划每年发布新表-听起来很麻烦。

  六个月以来,六个人要做第一张桌子的工作量很大-我们对这些材料非常熟悉。今年是第一年,我们已经开发出一种方法。原则上,我们希望在未来的几年中会更容易。每个作者都有一组特定的材料,而我们每个人都在关注与我们在实验室中所做的工作非常相关的材料,因此我们习惯于了解它们的最新动态。

  将来的版本可能具有什么功能?

  我们在民主国家中开展工作,将完全决定包括哪些内容以及新兴技术应具有的亮点。但我将提出完全无机钙钛矿化合物或低维一维或二维化合物。他们正在迅速崛起,取得了非常不错的进步,取得了非常不错的成绩。

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