薄膜硅太阳能电池效率有望提高10%

据物理学家组织网日前报道，用于供电的太阳能电池板会占据屋顶的大部分空间，为太阳能加热系统留下的空间很少。为了解决这一问题，美国科学家制造出了一种新的太阳能电池系统，其不仅供电能力更强，并且也能捕获更多热量来加热房间和水。

太阳能光伏热能系统（PVT）指利用太阳电池的光生伏特效应，将太阳能直接转换成电能的发电系统。但迄今为止，与独立式太阳能集热器相比，其生热能力要略逊一筹。那是因为，它们要在低温下操作，以冷却晶体硅太阳能电池，这就会让硅发电更多，但集热能力就乏善可陈了。

如此一来，PVT就面对两方面的问题。首先，与它相比，好的太阳能热水系统能以更低的成本捕捉更多的能量。另外，其会占满屋顶的所有空间，使得热应用几乎无立锥之地。有鉴于此，密歇根理工大学材料科学和工程学助理教授约书亚·皮尔思领导的科研团队使用不同的硅制造出了一种更好的PVT从而解决了上述问题。

皮尔思解释道，目前，大多数太阳能面板都由晶体硅制成，但其实，科学家们也可以使用非晶硅（一般是薄膜硅）来制造太阳能电池。薄膜硅的供电量或许要少一点，但它们更轻、更灵活且更便宜且能节能。然而，由于非晶硅材料在强烈的光线照射下会出现缺陷而导致电流下降（即所谓的光致衰减效应），发生供电不稳定的问题。因此，目前，薄膜太阳能电池占据的市场份额非常少。

然而，皮尔思团队发现，可以通过将薄膜硅整合入一种新的PVT中来克服光致衰减效应。皮尔思指出，在制造新系统之前，我们不要将薄膜硅冷却；而且，通过将其加热到太阳能-热操作温度（接近水的沸点），可以使用这种薄膜硅制造出更厚且能克服光致衰减效应的太阳能电池。当他们将薄膜硅直接应用于太阳能集热器上时，他们也发现，通过抑制退火（每天烘烤该电池两次），他们能将新太阳能电池的光电转化效率提高10%。

皮尔思说：新电池系统的供热、供电效率都得到了极大的提高，因此，这种PVT将成为下一波太阳能电池的主流。在接下来的20年内，每家每户的屋顶上可能都会配备PVT。