硅的太阳能电池的价格已经在悬崖上掉了几年。1977年,每个瓦特的容量硅太阳能电池板将花费76美元左右。到1987年,这已经下降到10美元。2017年,根据能量训练,这是0.22美元。这一直反映在太阳能所获得的能量下降。

这种下降适用于来自网格的太阳能价格;但安装自己系统的成本已经以类似的速度下降。尽管各种政治人物不得不说明,但很快就足够了自由市场将决定新的电厂应该是太阳能发电厂。它比煤炭和油便宜;这很简单。

如果你使用的是使用电力调整成本该试图考虑到包括建设和燃料成本的所有成本,以便在LCE方面唯一更便宜地安装在英国的陆上风和天然气。

但当然,还有可再生技术存在的问题,可以解释为什么能源市场的趋势是“天然气的破折号”,而不是“可再生能源的破折号”。

在他的辉煌书中,没有热空气的可持续能量 -免费在线免费提供- 悲伤地错过了David Mackay,FRS,解释了英国通过可再生能源纯粹的动力,通过做一些简单的计算。我们需要很多可再生能力;覆盖太阳能电池板中的每一个合理的表面仍然可能不会切割芥末。

为了仅限太阳能为英国电源,他估计我们需要在太阳能电池板上占据20%的国家。这可能是棘手的,说最少。当然,像风和水力发电等的其他来源可以帮助;但即便如此,他的许多计划依靠世界沙漠,清洁煤炭技术或核电的大型太阳能电池板安装。

实际上,我们可再生的未来 - 我们应该设法到达那里 - 将取决于一个复杂的电源组合,使我们能够弥补太阳能和风力的功率输出变化的问题:可能是专注于电池贮存。

但有一件事肯定有助于更有效的太阳能电池板。然而,在这里,科学家们正在努力努力,就像技术学家开发晶体管是。在太阳能电池板的情况下,它是一个称为Shockley-Suiesser限制的东西。


那么太阳能电池板如何工作?

在其基本精髓中,您可以像硅一样的半导体;它具有两个能带中的电子,低价频带和高导管。太阳飞的光子飞入,击中电子;它跳进导通带,电子密度改变驱动电流,从而从它基本上提取电力。

但是有多少太阳能源可以提取。

对于开始,太阳在许多不同的能量下发射光子,因此许多不同能量的光子撞到了太阳能电池板。然而,带隙能量是固定值:1.1EV。如果光子少于这种能量,则它们不能激发电子,因此它们有效浪费。如果光子进入多于这种能量,则所得到的电子具有大量的热能(其快速移动),其只是散发到太阳能电池板中,不能容易地提取。

通过这些考虑,传统硅太阳能电池的上限约为33%太阳能落在他们身上。我们看到了“基本限制”;无法超过的东西。

那么,我们怎样才能欺骗太阳?一种方法通过串联太阳能电池;您有多个太阳能电池与不同的带空隙一起加入,可以收集太阳光谱的不同区域。目前可用的串联电池可以在良好的条件下使您高达40%的效率,但它们的制造非常昂贵。

正在调查的另一个想法是量子点太阳能电池。量子点是由半导体制成的人工原子,并且半导体BLOB的尺寸和形状决定了其电性能。因此,随后,您可以将自己的频带隙设置为与太阳强度的峰值完全相同,并接近Shockley-Quiesser限额为33%。

另一个在它周围有很多兴奋的区域单线裂缝材料。已经发现材料可以吸收高能光子。电子 - 孔对以激发状态行进,然后分成两对,然后每个都发出光子。

您已经有效地转换了能量将被浪费的高能光子转换为两个下能量的光子,然后理论上可以由下面的传统太阳能电池板吸收。这提供了梦想最终应用程序:只需将一层单线裂变材料涂在传统的太阳能电池上,并观察其效率攀爬。

认为我们不断找到推动边界的新方法并做以前认为是不可能的事情的令人兴奋。在可再生能源的情况下,如果我们希望继续在可居住的岩石上继续不可能的生物,可能需要找到限制限制。

Lalsstock / Pond5提供的股票媒体

Thomas Hornigold是牛津大学的物理学生。当他不盯着宇宙时,他举办了一个播客,物理吸引力,这解释了物理学 - 一次聊天线。

关注托马斯: