独家翻译｜碳纳米管可能将光伏电池效率提高至80%

　　国际太阳能光伏网讯：莱斯大学的科学家正在设计单壁碳纳米管阵列薄膜，以吸收中红外辐射（热量），从而极大地提高太阳能电池的效率。根据研究，碳纳米管可能在未来用于制造太阳能电池，它可以提高光伏电池效率。
　　莱斯大学布朗工程学院的Gururaj Naik和Junichiro Kono在ACS Photonics杂志上介绍了他们的技术。他们的发明是一种双曲线热发射器，可以吸收本该流散到大气中的强烈热量，将其挤压至窄带隙并发射出可以变成电的光。这一发现依赖于2016年Kono团队的另一项发现，当时他们发现了一种简单的方法来制造紧密堆积、高度对齐的晶圆级纳米管薄膜。
　　红外辐射是太阳光的一个组成部分，它为地球提供热量，但它只是电磁波谱的一小部分。纳米管薄膜提供了隔离并利用中红外光子的机会，否则中红外光子会被浪费掉。
　　纳米管薄膜是吸收废热并将其转变为窄带光子，因为纳米管中的电子只能在一个方向上运动，所以排列的薄膜在该方向上是导电的，而在垂直方向上是绝缘的，Gururaj Naik称之为“双曲线色散”。
　　热光子可以从任何方向撞击薄膜，但只能通过一个方向离开。它不是从热能直接转向电力，而是从热能转化为光能再转化为电能。Naik表示，似乎两个阶段比三个阶段更有效，但在这里，情况并非如此。
　　Naik还补充说，普通太阳能电池可以将效率提高到22％左右。通过将所有浪费的热能压缩到一个小的光谱区域，进而可以非常有效地将其转化为电能，这样，理论预测，可以将光伏电池效率提高80％。
　　纳米管薄膜适合完成这个任务，因为它们可以承受高达1700摄氏度（3092华氏度）的高温。Naik团队建造出能够在高达700 摄氏度（1292 F）的温度下运行并确认其窄带隙输出的概念纳米管薄膜产品。为了制造它们，该团队将亚微米级腔体化为芯片级的薄膜。
　　碳纳米管可以通过提高转化效率来改变光伏项目的整体收益，从而可以产生更多的电力。目前，单晶电池和PERC电池的效率通常分别为20.3％和22.2％，而多晶电池的效率约为18.9％。