太阳能开发可能会减少对太阳能发电场的需求
牛津大学物理系的科学家们开发出了一种革命性的方法，无需使用硅基太阳能电池板，即可产生更多的太阳能。他们的创新方法是将一种新的发电材料涂在背包、汽车和手机等日常物品的表面上。他们首次研发出一种薄而柔韧的吸光材料，可以应用于几乎所有建筑物或普通物体的表面。他们利用牛津大学开发的一种开创性技术，将多个吸光层堆叠成一个太阳能电池，利用了更宽的光谱范围，从而可以从相同数量的阳光中产生更多的电力。
这种采用所谓多结方法的超薄材料现已获得独立认证，其能源效率超过 27% ，首次达到传统单层发电材料（即硅光伏）的性能。日本国家先进工业科学与技术研究所 (AIST) 在今年晚些时候研究人员的科学研究发表之前给出了认证。
牛津大学物理学博士后研究员胡帅峰博士表示： “我们仅用五年时间就通过堆叠或多结方法进行了实验，将能量转换效率从 6% 左右提高到了 27% 以上，接近目前单层光伏电池所能达到的极限。”
“我们相信，随着时间的推移，这种方法可以使光伏设备的效率提高很多，超过 45%。”
相比之下，目前太阳能电池板的能源效率约为 22% （这意味着它们可以转换约 22% 的阳光能量），但这种新型超薄柔性材料的多功能性也是关键。它的厚度略大于一微米，几乎比硅晶片薄 150 倍。与通常应用于硅板的现有光伏技术不同，这种材料几乎可以应用于任何表面。
“通过使用可用作涂层的新材料，我们已证明我们可以复制硅并超越硅，同时获得灵活性。这很重要，因为它有望产生更多的太阳能，而无需那么多硅基面板或专门建造的太阳能发电场，”牛津大学物理学玛丽居里行动博士后研究员 Junke Wang 博士说。
研究人员相信，他们的方法将继续降低太阳能的成本，并使其成为最可持续的可再生能源形式。自 2010 年以来，太阳能发电的全球平均成本已下降近 90%，比化石燃料发电便宜近三分之一。随着薄膜钙钛矿等新材料减少对硅板和专用太阳能发电场的需求，创新有望进一步节省成本。
“我们可以设想将钙钛矿涂层应用于更广泛的表面以产生廉价的太阳能，例如汽车和建筑物的车顶，甚至手机的背面。如果能以这种方式产生更多的太阳能，我们可以预见，从长远来看，使用硅板或建造更多太阳能发电场的需求就会减少，”王博士补充道。
这些研究人员是牛津大学物理系可再生能源教授亨利·斯奈斯 (Henry Snaith) 领导的 40 名从事光伏研究的科学家之一。他们在光伏领域的开创性工作，尤其是薄膜钙钛矿的使用，始于大约十年前，并受益于一个定制的机器人实验室。
他们的工作具有巨大的商业潜力，并且已经开始应用于公用事业、建筑和汽车制造行业。
Oxford PV 是一家英国公司，由联合创始人兼首席科学官亨利·斯奈斯教授于 2010 年从牛津大学物理系分离出来，致力于将钙钛矿光伏技术商业化。该公司最近在位于德国柏林附近勃兰登堡的工厂开始大规模生产钙钛矿光伏电池。这是世界上第一条“硅基钙钛矿”串联太阳能电池的批量生产线。
斯奈斯教授表示：“我们最初考虑在英国开展生产，但英国政府提供的财政和商业激励措施尚未达到欧洲其他地区和美国的标准。”
“到目前为止，英国对太阳能的考虑还仅仅局限于建设新的太阳能发电场，但真正的增长将来自于商业化创新——我们非常希望新成立的英国能源局能够关注这一点。”
“供应这些材料将成为全球绿色经济中一个快速增长的新兴产业，我们已经证明英国正在创新并在科学上处于领先地位。然而，如果没有新的激励措施和更好的途径将这种创新转化为制造业，英国将错失引领这一新兴全球产业的机会，”斯奈斯教授补充道。
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