现有的主要太阳能技术达到其理论效率极限的方法超过了90%

2019-10-14 17:41:25

亚利桑那州立大学的一项新的太阳能研究表明,硅基串联光伏组件在美国将越来越具有吸引力,该组件将太阳光转化为电能的效率比现有组件更高。

探索一种新太阳能技术的成本与提高效率的论文,标题为“美国硅基串联光伏组件的技术经济可行性”,本周发表在《自然能源》上。该论文由美国亚利桑那州立大学富尔顿工学院,助理研究员正山J.于,研究生乔五·卡彭特和助理教授扎卡里·霍尔曼(Zachary Holman)撰写。

能源部的SunShot计划于2011年启动,目标是到2020年使太阳能在成本上与常规能源竞争。该计划提前三年实现了其每千瓦时0.06美元的目标,以及新的每千瓦时0.03美元的目标。到2030年已经确定。提高光伏模块的效率是将太阳能发电成本降低到这个新目标的一种途径。如果实现这一目标,则与通常情况相比,该目标有望在2030年使美国的太阳能安装量增加两倍。

但是据Holman称,“主要的现有技术-硅-达到其理论效率极限的方法超过了90%,”因此迫切需要探索新技术。毫无疑问,更高效的技术将更加昂贵,这促使霍尔曼及其合著者问道:“模块效率提高一倍,成本是否会提高一倍?”

串联模块将两种互补的光伏材料堆叠在一起-例如,硅太阳能电池之上的钙钛矿太阳能电池-可以最佳地利用太阳发出的全部光谱,并超过任何一个构成太阳能电池的效率。这项研究的目的是确定在不断发展的太阳能市场上,仍然可以竞争多少昂贵的高效串联光伏组件。

结果表明,在预期的2020年美国住宅太阳能市场中,预期效率为32%的串联模块的成本可以是预期效率为22%的硅模块的三倍以上,并且仍能以相同的成本发电。但是,这种溢价是最理想的情况,它假设串联模块的能量产出,降级率,使用寿命和融资条款与单独的硅模块相似。该研究还承认,成本溢价的价值会因地区而异。

“我们先前的研究定义了双相电子的技术前景;该研究描绘了现在仅在实验室中创建的这些未来太阳能技术的经济前景。它告诉研究人员允许他们花多少钱来实现预期的效率提高?两栖动物。”于说。

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