效率問題困擾著今天的太陽(yáng)能電池板,它們只能收集約20%的可用光照?,F(xiàn)在,密蘇里大學(xué)(University of Missouri)的工程師開發(fā)出一種柔性太陽(yáng)能電池板,可捕捉超過90%的可用光照,他們計(jì)劃制造樣機(jī),提供給消費(fèi)者,時(shí)間是未來五年內(nèi)。
新產(chǎn)品是一種可塑性片狀納米天線,制成直接太陽(yáng)能表面納米天線,可收集近紅外和光學(xué)范圍的太陽(yáng)光譜。
帕特里克•品西羅(Patrick Pinhero)是密蘇里大學(xué)化學(xué)工程系副教授,他說,能源產(chǎn)生使用傳統(tǒng)的光伏(PV)方法進(jìn)行太陽(yáng)能收集,效率低下,忽視了很多可用的太陽(yáng)能電磁(陽(yáng)光)光譜。這種裝置他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出來,實(shí)際上很薄,是一種可塑性片狀微型天線,稱為納米天線(nantenna),這種裝置可以收集熱量,采用工業(yè)生產(chǎn)工序,轉(zhuǎn)換成有用的電力。他們的目標(biāo)是擴(kuò)展這一理念,形成直接太陽(yáng)能表面納米天線(direct solar facing nantenna),這樣就可以收集太陽(yáng)輻射,收集其中的近紅外和光學(xué)范圍的太陽(yáng)光譜。
品西羅的研究工作是與他先前的小組進(jìn)行的,他們?cè)趷圻_(dá)荷州國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Idaho National Laboratory)進(jìn)行研究,參與者加勒特•莫代爾(Garrett Moddel)是科羅拉多大學(xué)(University of Colorado)電子工程學(xué)教授,品西羅和他的小組現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種方法,發(fā)電就是利用所收集的熱量和陽(yáng)光,使用的是特殊的高速電路。這個(gè)小組還聯(lián)合微康提弩公司(MicroContinuum)的丹尼斯•施萊弗(Dennis Slafer),這家公司就在馬薩諸塞州(Mass.)劍橋(Cambridge),他們可很快把實(shí)驗(yàn)室技術(shù)升級(jí)到制造設(shè)備,可以廉價(jià)地大量生產(chǎn)。
“我們的總體目標(biāo)是收集和利用盡可能多的太陽(yáng)能,只要理論上可能,我們就要把它推向商業(yè)市場(chǎng),采用一種便宜的成套設(shè)備,提供給每一個(gè)人,”品西羅說。“如果成功,這一產(chǎn)品將使我們領(lǐng)先幾個(gè)量級(jí),超越目前的太陽(yáng)能技術(shù),就是我們今天現(xiàn)有的技術(shù)。”
作為部分部署計(jì)劃,這一小組的安全基金來自美國(guó)能源部和私人投資者。第二階段的特點(diǎn)是一種能量獲取裝置,用于現(xiàn)有工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施,包括熱處理廠和太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)。
研究小組相信,在五年內(nèi),他們將有一個(gè)產(chǎn)品,補(bǔ)充傳統(tǒng)的光伏太陽(yáng)能電池板。因?yàn)檫@是一種柔性薄膜,品西羅認(rèn)為可以集成到屋頂瓦片類產(chǎn)品中,或者是客戶定制的產(chǎn)品,以驅(qū)動(dòng)汽車。
一旦資金是到位,品西羅將計(jì)劃一些商業(yè)衍生產(chǎn)品,包括紅外(IR)檢測(cè)。這些產(chǎn)品包括改進(jìn)的違禁品檢測(cè)產(chǎn)品,用于機(jī)場(chǎng)和軍隊(duì),光學(xué)計(jì)算,以及紅外線視線通信(infrared line-of-sight telecommunications)。
研究這一設(shè)計(jì)和制造工藝結(jié)果發(fā)表于《太陽(yáng)能工程雜志》(Journal of Solar Energy Engineering)。