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石墨烯替代传统硅片应用在太阳能电池领域

来源:江南娱乐-意甲尤文图斯亚
时间:2019-06-29 10:03:36
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石墨烯替代传统硅片应用在太阳能电池领域中国要实现在太空中建造一座兆瓦级太阳能发电站,将面临很多前所未有的挑战。为了实现这一远大目标,中国已经在重庆建立了测试设施,并为该项目拨款80

中国要实现在太空中建造一座兆瓦级太阳能发电站,将面临很多前所未有的挑战。为了实现这一远大目标,中国已经在重庆建立了测试设施,并为该项目拨款80亿美元的空间探索预算,这一规模快要追平美国的资金投入。

石墨烯替代传统硅片应用在太阳能电池领域

为什么中国要坚持这项庞大工程的建造?这是因为太空电站如果完全投入运行,则能向地球提供源源不断的能源,缓解国内的资源紧张局面。尽管项目设想目前还处于初期阶段,中国科学家已经开始很多具体问题的探索了。比如太阳能发电站重量约有1000吨,将所有设备送入太空中是巨大难题;大气微波辐射对电站有无影响;现有的材料技术能否为太空设施提供帮助等。由此可见,中国为了争夺太空资源,也是不遗余力。

许多热衷于太阳能研究的科学家,感兴趣的是用太阳能电池直接发热。目前技术生产的太阳能电池是在一块很薄的硅片下,放一块更薄的浸过硼的硅片,可以将太阳能直接变成电能。光线照在上层,使电子迁移到下层,这就在两层之间产生电压差。

我们所知的把硅变为单晶硅,制造成本极高,只在一些特殊情况下,因为使用方便,可以忽视价格因素。太阳能发电站使用太阳能电池供电,可以想象到制造成本有多高。若能出现成本低廉,性能优异的新材料来替代硅片是极有利的事情。

众所周知,石墨烯作为黑金材料在航天、能源、材料学等方面有着广泛的应用前景,被视为未来的革命性材料。如今,石墨烯已在很多领域被广泛应用,又因其安全性高、绿色环保、续航能力强的优势,成为极好的电极材料。石墨烯良好的导电导热性能已被科学家开发出来,相关技术已经趋向成熟,相关产品实现量产化。若将石墨烯替代传统的硅片,应用在航天领域,可以节约资源和成本。

如果计划顺利施行,中国的空间太阳能电站预计2030年完成建造并投入运行。随着时间的推移,新材料石墨烯在技术方面会有更多突破。若下一步在天空建造更大的千兆级太阳能发电站,或许比如今更为方便了。

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