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第五百七十八章 关于太阳能电池的畅想

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马特和爱德华兹在老早之前研究太阳能技术之的时候,就一直曾经关注与到底该如何提高太阳能转化的效率的问题。

其实关于太阳能转化的效率问题,一直都是困扰着整个太阳能科学研究领域最大的难题。

最早的时候,人们使用的太阳能电池的材料,都是一些特殊的涂层,通过吸收太阳能的热能,然后将这些热能来转化为动能。

在之后又有科学家,将这些热能转化为化学能,然后储存起来,然后在转化为动能。

一百多年一来,人类科学家在关于太阳能的研究和转化方面,做了大量的研究,通过各种手段,来达到自己的目的。

直到上世纪的五六十年代,随着化学科学,以及物理科学所取得的新突破,人类关于太阳能的科学研究,才真正的现实了起来。

尤其是随着电池领域所取得的突破,以及材料科学领域所取得的突破,人类科学家在太阳能的转化领域,才取得了更大的进展。

从上世纪七八十年代开始,人类科学家就开始尝试着使用硅晶片,来作为新一代的太阳能转化器的材质。

因为硅晶片属于半导体材料,起自身的导电姓能并不是特别的好,但是在吸收太阳能,然后进行储存,并且在数控管理方面,倒是有着他得天独厚的优势。

所以最近几十年来,硅晶片,已经越来越多的成了太阳能转化技术和手段当中的重要部分,它被大量的制成太阳能光伏,来用于这方面的研究。

不过尽管硅晶片被越来越多的做成了各种太阳能转化的光伏材质,可是在太阳能的转化效率方面,它们却并没有把目前的太阳能转化率给提高多少。

目前人类制造的太阳能转化器,即便是以最好的硅晶片作为光伏的,一般的转化率,也就是被控制在百分之十九,到百分之二十二之间。

想要做的更高,还有着相当的困难。

而马特和爱德华兹,也发现了这个难题,于是他们就从各种角度来分析目前太阳能电池板上所使用的硅晶片,各种手段是层出不穷,粉墨登场。

最后几经试验,他们终于是发现,原来目前所使用的硅晶片,之所以在太阳能转化率问题上一直做不到更高,最主要的还是和目前所使用的这些硅晶片的内部物理分子结构有关。

目前所使用的这种硅晶片的分子结构,就决定了他们不能够迅速的扑捉到太阳能管线中的黄色光子,只能扑捉到红色光子。

而红色的光子,所带有的能量,明显要比黄色光子所带的能量要小得多。

一般来说,要有两个甚至更多的红色光子的能量,才能够抵得上一个黄色光子所带有的能量。

那么该如何能够让硅晶片扑捉到,更加多的黄色光子,而不是红色光子呢?

或者如何才能够让硅晶片所扑捉到的红色光子,更加有效的转化为能量更大的黄色光子呢?

于是两位科学家,在电脑上做了无数次的模拟实验,最后得出的一个结论就是,如果想要让硅晶片在太阳能转化的问题当中,变得更加的有效率,能够更加迅速有效的扑捉到太阳能中能量更大的黄色光子,那么就必须要调整硅晶片内部的物理分子结构。

让每个硅晶分子都呈60度的夹角排列,这样三个硅晶分子就可以形成一个坚固的等边三角形,这样当太阳光照射到硅晶片的时候,每三个硅晶分子所做成的一个坚固的三角形布局,就可以迅速的扑捉到太阳光线中,能量最为充足的黄色光子,而黄色光子也不会因为所带有的能量太大,而直接冲破这个稳定的三角形,把能量消耗出去。

这样当黄色光子,撞击到这个稳固的三角形里面的时候,他所带有的能量,就会迅速的冲击到这个等边三角形当中,然后会引起硅晶分子本身的外围电子的溢出,然后在通过有效的引导,将这些电子,引入到一个蓄电池当中储存起来。

或者直接将这些电子所形成的电能,输入到电网,或者直接用于加热,或者转化为动能等等,这样一来就可以达到提高太阳能转化率的目的。

而且这样的硅晶分子的等边三角形的排列结构,还可以在光线不足的时候,将扑捉到的比较弱势的红色光子,迅速的转化为黄色光子,因为当两个或者更多的红色光子,在撞击到一个硅晶圆所组成的等边三角形架构里面的时候,因为能量较弱,不能冲破硅晶圆的等边三角形的结构,他们会因为同频谱的震动,而迅速的结合成为一个黄色光子,从而将能量迅速的转化到硅晶圆的电子移动上面。

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