美国学者研发新型光学涂层可以使光伏电池的寿命比平时延长6倍

2021-03-17 15:45

导读：美国研究人员开发出了一类新的光学涂层，可以使光伏电池的寿命比平时延长6倍，从而降低更换破旧电池的成本。

美国学者研发新型光学涂层可延长太阳能电池的寿命

该项目由俄亥俄州凯斯西储大学（CWRU）和纽约罗切斯特大学的科学家合作完成。

光学涂层是沉积在表面的材料层，用于反射或过滤不同波长的光。它们几乎是所有光学仪器的组成部分，从眼镜到望远镜。

新的涂层可以使其完全反射一个狭窄的波长，该波长与光伏电池有效发电的范围相对应。俄亥俄州凯斯西储大学的物理学教授Giuseppe Strangi说这意味着新涂层可以为太阳能发电带来高性能、低成本的解决方案。

光伏问题有两个方面。太阳能电池板在白天，即能源需求相对较低的时候能有效地产生能量，但在日落后，即需求仍然很高的时候但不能有效地产生能量。而存储光伏板产生的能量可能很昂贵。

Strangi和他的合作者创造了一种由15纳米厚的锗（类似于硅或锡）薄膜制成的新型涂层，它可以同时反射和传输相同的波长或颜色，并以高度的清晰度同时进行。

美国学者研发新型光学涂层可延长太阳能电池的寿命

研究人员将这一类新的涂层称为法诺共振光学涂层（FROCs），以向与核科学家恩里科·费米（Enrico Fermi）共事的意大利籍美国物理学家乌戈·法诺（Ugo Fano）致敬。

异形共振——本质上是两种光波叠加的现象－－是光波传输的基础，也是这一类新型光学镀膜的发展基础。

新涂层除了能够微调以反射完美的光伏波长外，还可以使其吸收其余的太阳光谱。这意味着它们可以有效地将这些波长转化为热能。而与储存电能相比，储存这些热能的成本相对低廉。

Strangi表示这样的方法还可以保护光伏电池不至于过热，从而有望使光伏电池的寿命增加6倍。不过，科学家们指出这种在纳米级操纵波光学的新工艺中的太阳能光伏能源应用还需要一定的时间来开发。研究人员补充说，光学涂层的新进展也可能带来其他应用。

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