太陽能電池是常見的電池類型之一，生活中，處處都可見太陽能電池的應(yīng)用。其中，最常見的莫過于太陽能電池路燈。為增進(jìn)大家對太陽能電池的認(rèn)識，本文將對太陽能電池板的相關(guān)內(nèi)容以及采用碳納米管研制太陽能電池的方法予以介紹。如果你對太陽能電池具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、太陽能電池板的相關(guān)介紹

(一)家用太陽能電池板

1:家用太陽能電池板的價(jià)格目前是每瓦10元，種類繁多，從幾十瓦到300瓦以上，按你家用電量安裝。

2.如果想用面板發(fā)電取暖，理論上是可以的。但由于冬季日照時(shí)間短等原因，發(fā)電量可能不是特別大，需要多裝面板，成本很高，受蓄電池等多方面影響。個(gè)人感覺不是特別靠譜。雖然面板是低碳環(huán)保的產(chǎn)品，但由于價(jià)格的影響，這種產(chǎn)品在中國商業(yè)化還需要一段時(shí)間。意大利和德國是世界上安裝面板最多的國家。

(二)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成

太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池、太陽能控制器和蓄電池組成。如果輸出功率為交流220V或110V，則需要配置逆變器。每個(gè)部分的功能是：

(1)太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中有價(jià)值的部分。它的作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)化為電能，或者送到蓄電池中儲(chǔ)存，或者帶動(dòng)負(fù)載工作。

(2)太陽能控制器：太陽能控制器的功能是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，保護(hù)電池不被過充過放。在溫差大的地方，合格的控制器還應(yīng)具有溫度補(bǔ)償功能。控制器的其他附加功能，如燈光控制開關(guān)和時(shí)間控制開關(guān)，應(yīng)該是可選的。

(3)蓄電池：一般為鉛酸電池。在小型和微型系統(tǒng)中，也可以使用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。它的作用是在有光的時(shí)候儲(chǔ)存太陽能電池板產(chǎn)生的電能，然后在需要的時(shí)候釋放出來。

逆變器：太陽能的直接輸出一般為12伏直流電、24伏直流電、48伏直流電。為了向220伏交流電設(shè)備提供電能，需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的DC能量轉(zhuǎn)換成交流電，因此需要使用DC-交流逆變器。

二、用碳納米管研制高效太陽能電池的方法

利用碳納米管代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅技術(shù)，研究人員制作并測試、檢測了一種叫作光電二極管的簡單的太陽能電池，它由一個(gè)獨(dú)立的碳納米管形成。這項(xiàng)研究在康奈爾納米系統(tǒng)中心和康納爾納米科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，以及國家自然科學(xué)基金會(huì)和先進(jìn)材料、結(jié)構(gòu)、器件微電子研究公司共同支持下完成。這項(xiàng)研究由康奈爾大學(xué)物理學(xué)Goldwin Smith教授Paul McEuen和化學(xué)及生物化學(xué)助理教授Jiwoong Park共同領(lǐng)導(dǎo)，他們描述了如何通過增加載流子的數(shù)量，使得器件能非常高效地將光能轉(zhuǎn)化為電能。這種方法證明了下一代高效太陽能電池的重要性。

“我們不僅僅在研究新材料，實(shí)際上也在將其付諸于應(yīng)用，創(chuàng)造出真正的太陽能電池器件，” 該論文的第一作者、McEuen實(shí)驗(yàn)室研究生Nathan Gabor指出。

研究人員采用了由石墨烯薄片卷制而成的單壁碳納米管，來制作太陽能電池。其尺寸與DNA分子相當(dāng)，納米管在兩個(gè)電連接間導(dǎo)通，并靠近分別帶正、負(fù)電荷的兩個(gè)電極。這項(xiàng)研究采用單壁納米管，某種程度上是受先前所做的二極管研究啟發(fā)，二極管是很簡單的晶體管形式，只允許電流在一個(gè)方向上移動(dòng)?？的螤栄芯啃〗M想看看，采用類似的方法能產(chǎn)生怎樣的結(jié)果，而這次對納米管進(jìn)行光照。

利用不同顏色的激光照射納米管，在將光能轉(zhuǎn)化成電能的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)更高能量的光子產(chǎn)生的電流具有放大效應(yīng)。更進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，狹長、圓柱形的碳納米管使得電子能平滑地逐個(gè)擠過納米管。電子穿過納米管后受激發(fā)，并產(chǎn)生新的電子繼續(xù)移動(dòng)。他們表示，納米管可能是個(gè)理想的光伏電池，因?yàn)橥ㄟ^利用光的多余光能量，它能使電子再創(chuàng)造出更多的電子。

這看起來不像是目前的太陽能電池，傳統(tǒng)的電池里額外的能量往往以熱量的形式流失，而且電池還需要不斷的外部冷卻。

盡管他們已經(jīng)制作出了器件，但是如何在量產(chǎn)中獲得便宜且可靠的這種器件，對于工程師來說還是很大的挑戰(zhàn)，Gabor說，“我們所觀察到的只是其物理表現(xiàn)”。

在碳納米管材料制成的光電二極管中，當(dāng)陽光照射到器件上時(shí)，電子(藍(lán)色)和空穴(紅色)釋放過剩能量，更有效地創(chuàng)造出更多的電子-空穴對.

以上便是此次小編帶來的“太陽能電池”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對太陽能電池板以及采用碳納米管制作太陽能電池的方法具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!