为提高太阳能的利用率,破解太阳能生产间歇性这一难题,某国际研究团队成功开发出首款硅基太阳能电池与创新性分子太阳能储能系统(MOST)相结合的设备。最新研究有望改善太阳能捕获及储存技术。相关论文发表于最新一期《焦耳》杂志。

太阳能发电在理论上是一种可持续能源,但其发电量受天气变化和昼夜交替的影响,具有间歇性的特点。为了填补能源生产和消耗之间的差距,确保电力供应,研发高效的储能系统至关重要。并且开发这种储能装置需要克服几个关键挑战,以确保系统高效运行。其一是太阳辐射的影响,太阳辐射会导致电池板温度升高,从而导致光伏电池效率降低 10% 到 25%,这有点违背直觉。另一个挑战是,目前的储能技术(如电池)依赖于稀缺的、不可持续的材料。
然而,研究人员发明了一种新颖的混合装置,既解决了上述两个问题,又最大限度地利用了太阳能,并实现了创纪录的储能效率。
在最新研究中,科学家们巧妙地让硅基太阳能电池与MOST系统“牵手”成功。这一混合装置创下了分子太阳能存储效率新纪录,太阳能利用效率达14.9%。与传统电池不同,分子太阳能热储能(MOST)装置不依赖稀缺材料。

研究团队指出,MOST系统使用的是有机分子,在吸收紫外线等高能光子时,这些分子会发生变化,从而捕获并储存能量。这些分子还可以扮演滤光片的角色,阻挡那些会加热设备、降低系统效率的光子,为太阳能电池降温。数据显示,这一创新设计将太阳能电池的温度降低了8℃。
另外,与其他依赖稀有材料的技术不同,MOST系统使用的是碳、氢、氧和氮等常规元素,更具可持续性。最新方法也减少了电池等传统储能方法对环境的影响。新混合设备确保了更高的性能和更可靠的能量输出,为实现更清洁、更高效的未来能源奠定了基础。