今年4月,美國最大的風(fēng)投之一KPCB牽頭在太陽能公司Amonix身上下了1.29億美元的重注。綜合成本和技術(shù)成熟度,聚光光伏太陽能(CPV)正成為當(dāng)紅炸子雞。 　　
　　Alternative Energy Clock是個(gè)觸目驚心的計(jì)數(shù)器。飛快翻動(dòng)的數(shù)字記錄著全球石油消耗量和二氧化碳的實(shí)時(shí)排放量――自從15分鐘前登錄那個(gè)網(wǎng)頁到寫下這段文字時(shí),碳排放就增加了近40萬噸――需要300多萬棵生長30年的冷杉才能抵消。
　　低碳不能只是口號(hào)和預(yù)算,因地制宜四個(gè)字決定著每個(gè)國家開發(fā)某項(xiàng)新能源技術(shù)的優(yōu)先權(quán)。正如日照充足的西班牙、美國和澳大利亞,正加速推進(jìn)太陽能技術(shù)的應(yīng)用。
　　作為天然資源,無污染的太陽能和風(fēng)能、地?zé)帷⒊毕瓤稍偕Y源一樣早就被科學(xué)家深入研究了,這項(xiàng)技術(shù)的原理不復(fù)雜,但其瓶頸――能量的轉(zhuǎn)化效率一直都是各國科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　硅這種價(jià)格不菲的半導(dǎo)體決定了效率。目前所廣泛使用的硅基太陽能電池其光電轉(zhuǎn)換效率理論最大值僅30%。以單晶硅為例,它在實(shí)驗(yàn)室里的最高光電轉(zhuǎn)換率達(dá)到了24.7%,但在量產(chǎn)后的實(shí)際應(yīng)用中卻降到了15%左右。
　　這是因?yàn)榈竭_(dá)地面的太陽光譜里,波長覆蓋200-2500納米。傳統(tǒng)硅基太陽能電池只能吸收波長小于1100納米的太陽光,剩下的就被反射了,造成很大浪費(fèi)。
　　目前,學(xué)界有很多革命性的解決方案,可以大幅提高轉(zhuǎn)換率――取決于用什么材料吸收太陽光。綜合成本和技術(shù)成熟度,聚光光伏太陽能(以下簡稱CPV)正成為當(dāng)紅炸子雞。
　　CPV的核心是多接面太陽能電池(multijunction solar cell),將高、中或低能隙的太陽電池由太陽光入射方向依序串聯(lián)式堆疊成三接面太陽能電池,以吸收短、中、長波長的太陽光。從英國IQE公司提供的電池模型,我們可以看到,多接面電池的上部單元為InGaP(磷化銦鎵)、中間單元為InGaAs(銦鎵砷)、底部單元為Ge(鍺),從而將效率提高到40%。
　　這種高效的多接面太陽能電池,需要透鏡或鏡面將接收到的太陽能放大成百上千倍,然后將放大的能量聚焦于其上。
　　以美國公司SolFocus為例,其CPV發(fā)電模型的基本單位是一個(gè)由兩面鏡子組成的系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi),陽光通過感光桿被引至面積僅為1平方厘米的光電池。一塊太陽能面板由許多這樣的單位組成,而太陽能面板置于跟蹤裝置上,可以隨著太陽位置的變化東升西落。
　　CPV值得稱道的地方除了所使用的光電材料比傳統(tǒng)光電技術(shù)要少,更重要的是,和傳統(tǒng)聚熱太陽能技術(shù)相比,用于冷卻的水量更是大大降低。
　　大多數(shù)生產(chǎn)能源的方式都會(huì)用到水。在集熱式太陽能發(fā)電廠,(反射太陽光)的鏡子讓液體加熱,產(chǎn)生蒸汽,推動(dòng)發(fā)電機(jī)的渦輪發(fā)電。和火力發(fā)電廠一樣,這樣的蒸汽必須冷凝成水,重復(fù)使用。
　　傳統(tǒng)太陽能技術(shù)每生產(chǎn)1000度電耗水量高達(dá)3217升,而CPV技術(shù)每生產(chǎn)1000度電僅耗水15升,優(yōu)勢(shì)明顯。
　　今年4月,美國最大的風(fēng)投之一KPCB牽頭在南加州的Amonix公司身上下了1.29億美元的重注,后者20年來都致力于發(fā)展CPV技術(shù)。
　　Amonix的對(duì)手SolFocus也沒有閑著。該公司上月已經(jīng)在洛杉磯北部沙漠動(dòng)手修建一座百萬瓦級(jí)別的CPV太陽能電廠,將為當(dāng)?shù)匾凰鐓^(qū)大學(xué)供電。而遠(yuǎn)在澳大利亞,SolFocus也得到了政府訂單,給澳洲北部機(jī)場(chǎng)“愛麗絲泉”建一座235千瓦的太陽能電站,包括28個(gè)CPV陣列。

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