導(dǎo)讀:美國研究人員開發(fā)出了一類新的光學(xué)涂層,可以使光伏電池的壽命比平時延長6倍,從而降低更換破舊電池的成本。
該項目由俄亥俄州凱斯西儲大學(xué)(CWRU)和紐約羅切斯特大學(xué)的科學(xué)家合作完成。
光學(xué)涂層是沉積在表面的材料層,用于反射或過濾不同波長的光。它們幾乎是所有光學(xué)儀器的組成部分,從眼鏡到望遠(yuǎn)鏡。
新的涂層可以使其完全反射一個狹窄的波長,該波長與光伏電池有效發(fā)電的范圍相對應(yīng)。俄亥俄州凱斯西儲大學(xué)的物理學(xué)教授Giuseppe Strangi說這意味著新涂層可以為太陽能發(fā)電帶來高性能、低成本的解決方案。
光伏問題有兩個方面。太陽能電池板在白天,即能源需求相對較低的時候能有效地產(chǎn)生能量,但在日落后,即需求仍然很高的時候但不能有效地產(chǎn)生能量。而存儲光伏板產(chǎn)生的能量可能很昂貴。
Strangi和他的合作者創(chuàng)造了一種由15納米厚的鍺(類似于硅或錫)薄膜制成的新型涂層,它可以同時反射和傳輸相同的波長或顏色,并以高度的清晰度同時進(jìn)行。
研究人員將這一類新的涂層稱為法諾共振光學(xué)涂層(FROCs),以向與核科學(xué)家恩里科·費(fèi)米(Enrico Fermi)共事的意大利籍美國物理學(xué)家烏戈·法諾(Ugo Fano)致敬。
異形共振——本質(zhì)上是兩種光波疊加的現(xiàn)象--是光波傳輸?shù)幕A(chǔ),也是這一類新型光學(xué)鍍膜的發(fā)展基礎(chǔ)。
新涂層除了能夠微調(diào)以反射完美的光伏波長外,還可以使其吸收其余的太陽光譜。這意味著它們可以有效地將這些波長轉(zhuǎn)化為熱能。而與儲存電能相比,儲存這些熱能的成本相對低廉。
Strangi表示這樣的方法還可以保護(hù)光伏電池不至于過熱,從而有望使光伏電池的壽命增加6倍。不過,科學(xué)家們指出這種在納米級操縱波光學(xué)的新工藝中的太陽能光伏能源應(yīng)用還需要一定的時間來開發(fā)。研究人員補(bǔ)充說,光學(xué)涂層的新進(jìn)展也可能帶來其他應(yīng)用。
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