太阳能技术

我们专注于基于地球丰富材料(PVTEAM)的光伏技术和能源,以及物理科学:使用纳米结构金刚石电极的beta增强热离子能量转换器和核电池。

所面临的挑战

自从光伏(PV)太阳能板在20世纪50年代出现在商业市场以来,该技术已经发展成为一个高度活跃的研究领域,涵盖了大量的材料和技术。万搏2021欧洲杯

大多数商业技术使用硅作为光吸收剂,一种廉价且地球资源丰富的半导体。

然而,硅吸收光线的能力有限,这意味着构成太阳能板的薄膜必须很厚,并且没有元素杂质(这可能会带来能量转换损失),导致能源密集型制造过程产生高二氧化碳排放——即能源回报时间。

此外,硅板重量大,其性能受太阳照射角度的影响很大。

目前市场上的替代品依赖于吸收太阳能光能更好的材料(薄膜太阳能电池),如碲化镉(CdTe)和硒化铜(CIGS)。然而,这些材料由稀有、昂贵和有毒的元素组成,因此不能在快速增长的市场(光伏是世界上增长最快的能源市场)提供可持续的解决方案。

我们在做什么

布里斯托尔大学的电化学实验室进行的实验表明,薄膜太阳能电池法国爱尔兰比分预测更可行的替代品是使用含有铜、锡、硫和锌等元素的地球丰富、低毒、低成本的材料。

他们的研究是EPSRC一项为期4年、耗资200万英镑的研究项目的一部分。研究显示,由这些替万搏2021欧洲杯代材料组成的太阳能pv不仅可以增加能源生产的规模,而且有潜力被整合到灵活、便携的产品中,代表着太阳能技术向前迈出了前所未有的一步。

在一个平行的研究项目中,一个万搏2021欧洲杯由物理学家、工程师和化学家组成的团队正在设计基于钻石的太阳能热离子能量转换装置,它利用集中的阳光将表面加热到红色的温度,从而将电子直接发射到真空中。如果这些电子在冷却的阳极上被收集,电能就可以以最高的效率产生,预计这比使用传统的硅太阳能电池可以达到的效率要高得多。

用等离子体辅助化学气相沉积法生产的半导体金刚石在热辐射下发射电子

电离温度远低于难熔金属,使地热转化为电能成为可能。这是由于这种金刚石表面的低功函数和金刚石表面在发射温度下的化学稳定性。

它是如何帮助

该项目揭示了半导体金刚石材料结构的发射特性可以通过使用β辐照增强。这一发现为能够产生数A/cm2电流密度的器件铺平了道路。此外,还开发了一种多电极热离子转换器,该转换器有潜力缓解热离子转换器的低输出电压(<1V)和电子反射损耗,从而实现更高的功率密度和效率。

该项目的进一步成果是世界上第一个由金-碳-金金属表面组成的三层系统,该系统有潜力达到比简单的黑色表面高得多的温度,同时最小化热辐射的排放。

在获得拨款后,这项研究将继续与Re万搏2021欧洲杯newtec (Dubai)合作,后者正在寻求扩大钻石热离子转换器技术,以实现在中东的集中太阳能发电站,并与塔帕斯·马利克教授合作,在英国/印度可再生能源倡议的支持下,集中太阳能技术。

调查人员

  • David Fermin教授,化学学院
  • 尼尔·福克斯博士,化学学院
  • 电机与电子工程学系教授马丁·克赖恩

大卫佛明 首席研究员万搏2021欧洲杯概要

教授大卫·佛明,电化学教授

相关的研究中心万搏2021欧洲杯

合作伙伴组织

  • 英国巴斯大学
  • 诺桑比亚大学
  • 斯旺西大学
  • 拉夫堡大学
  • 塔塔钢铁
  • 皮尔金顿NSG
  • 约翰逊
  • M-Solve
  • 半度量的
  • 塔帕斯·马利克教授,埃克塞特大学

资助者

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