一种有效且低成本的太阳能存储解决方案

2019-02-11 09:01:52
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如果太阳不发光,我们如何储存太阳能?一种解决方案是通过水电解将其转化为氢气。这个想法是利用太阳能电池板产生的电流将水分子“分解”成氢和氧。然后可以将清洁的氢气储存起来以备将来使用,以按需生产电力,甚至作为燃料。

但事情变得复杂了。尽管不同的氢生产技术在实验室中给我们带来了有希望的结果,但它们仍然太不稳定或昂贵,需要进一步开发以用于商业和大规模。

EPFL和CSEM研究人员采用的方法是将已经证明在工业上有效的组件结合起来,以开发一个强大而有效的系统。他们的原型由三个相互连接的新一代晶体硅太阳能电池组成,这些太阳能电池连接到不依赖稀有金属的电解系统。该装置能够以14.2%的速率将太阳能转换为氢气,并且在测试条件下已经连续运行超过100小时。在性能方面,这是硅太阳能电池和不使用稀有金属的氢生产的世界纪录。它还提供高水平的稳定性。

足以为每年超过10,000公里的燃料电池汽车提供动力

该方法在稳定性,性能,寿命和成本效率方面超越了先前的努力,发表在Journal of The Electrochemical Society上。“12-14米2安装在瑞士系统将允许生成和足够的氢的储存,以在供电每年行驶1万公里燃料电池轿车,”克里斯托夫Ballif,谁共同撰写的论文说。

高压电池具有边缘

这里的关键是充分利用现有元件,并使用基于异质结技术的“混合”型晶体硅太阳能电池。研究人员的夹层结构 - 使用晶体硅和非晶硅层 - 可以提供更高的电压。这意味着这些相互连接的电池中只有三个已经可以产生几乎理想的电解电压。该方法的电化学部分需要由镍制成的催化剂,其可广泛获得。

“对于传统的晶体硅电池,我们必须连接四个电池以获得相同的电压,”EPFL的共同作者Miguel Modestino说,“这就是这种方法的优势。”

一种稳定且经济可行的方法

在成本,性能和使用寿命方面,新系统是独一无二的。“我们希望开发一种能够在当前条件下工作的高性能系统,”CSEM的研究员兼该论文的共同作者Jan-WillemSchüttauf说。“我们使用的异质结电池属于晶体硅电池系列,仅占太阳能电池板市场的90%左右。这是一项众所周知的强大技术,其寿命超过25年。它也恰好覆盖了位于纳沙泰尔的CSEM大楼的南侧。“

研究人员使用标准异质结细胞来证明这一概念; 通过使用该类型的最佳单元,他们期望获得高于16%的性能。

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