光伏技術新突破 太陽能大規模儲能將成為現實
光伏產業網訊
發布日期：2016-09-08
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美國斯坦福大學研究人員最新研究發現，加熱鐵銹之類金屬氧化物，可以提升特定太陽能電池的轉換效率和能量儲存效率。這一發現由《
美國斯坦福大學研究人員最新研究發現，加熱鐵銹之類金屬氧化物，可以提升特定太陽能電池的轉換效率和能量儲存效率。這一發現由《能源和環境科學》雜志刊載。與現有硅太陽能電池不同，這類太陽能電池是以金屬氧化物代替硅，把光子轉化為電子后，借助電子把水分子分解成氫氣和氧氣。硅太陽能電池無法儲存電能，并非常規意義上的“電池”，但如果能在白天借助日照產生電能，以分解水分子的方式儲存能量，再在夜間以某種方式“重組”氫氣和氧氣，用以釋放能量，將是理想狀態。
斯坦福大學研究人員在不同溫度條件下測試三種金屬氧化物，分別是釩酸鉍、氧化鈦和氧化鐵，所獲結果超出預想：溫度升高時，電子通過這三種氧化物的速率加快，所產生的氫氣和氧氣量相應增加。而以陽光加熱金屬氧化物，所產生的氫氣可以增加一倍。三種金屬氧化物中，加熱釩酸鉍取得的效果最為明顯。研究人員推測加熱其他金屬氧化物可能同樣有效，后續研究將測試更多材料。
斯坦福大學材料科學和工程系助理教授闕宗仰主持這項研究。他與同事們相信，這一研究突破或許可以讓太陽能電池大規模儲存能量成為現實，改變人類生產、儲存和消耗能源的方式。
闕宗仰說：“綜合利用熱量和陽光，以金屬氧化物為轉換材料，借助對水分子的分解，高效儲存太陽取之不盡的能量，可以按需供應能源。”
金屬氧化物之所以現階段沒有被用于制作太陽能電池，是因為光電轉換效率低于硅，尤其在可見光和紫外線范圍內。但是，闕宗仰介紹，硅太陽能電池只能利用陽光所攜能量中相當小的一部分。
此前，研究者普遍認為金屬氧化物太陽能電池與硅太陽能電池一樣，溫度升高時轉換效率會降低。這項研究不僅消除這一“誤解”，而且得出完全相反結論。金屬氧化物成本遠低于硅，且來源豐富、加工簡單，應用前景值得期待。
闕宗仰設想，分解水分子所獲氫氣，可以直接用作燃料，譬如為汽車提供動力，而“排放物”則是水。始于陽光、終于水，不增加大氣二氧化碳含量，是一個“碳平衡循環”。