2.光感应发电
光感应发电是利用某些有机高分子团吸收太阳的光能后变成“光极化偶极子”的现象,分别把积聚在受感应的“光极化偶极子”两端的正负电荷引出,即得到光电流。因为要寻找合适的光感应高分子材料,使它们的分子团有序排列,并要在高分子团上安装极为精细的电极等步骤都具有较高的难度,因而这项技术目前还处于原理性实验阶段。
3.光化学发电
光化学转换,是指将太阳的光辐射能转换为化学能存储,或者利用太阳光照的作用实现某些特定的化学反应过程。
将太阳的光辐射能通过某种化学反应过程转变为电能,称为光化学发电,通常是指浸泡在溶液中的半导体电极受到光照后,电极上有电流输出的现象。光化学发电一般还可细分为液结光化电池、光电解电池和光催化电池等。
(1)液结光化电池。电解液中只含有一种氧化还原物质,正、负电极之间可进行氧化还原可逆反应。在光照作用下,半导体电极与溶液间存在的界面势垒(称为液体结)分离光生电子和空穴对,并向外界提供电能,电解液主体不发生变化。
(2)光电解电池,电解液中存在两种氧化还原离子,在光照作用下发生化学变化,把光能有效地转换为化学能。
(3)光催化电池,由光能提供进行化学反应所需的活化能,光照后电解液发生化学变化。
光化学发电具有液相组分,容易制成直接储能的太阳能光化蓄电池。不过,目前光化学发电尚处于研究试验阶段。
4.光生物发电
光生物发电通常是指叶绿素电池发电,也是一种光化学转换过程。叶绿素在光照作用下能产生电流,这是最普遍的生物现象之一。但由于叶绿素细胞不断进行新陈代谢,要做成稳定的叶绿素电池目前还比较困难。
有人参考光合作用过程,提出将多种染料涂在多孔氧化钛类半导体上构成固态仿生物光合作用电池,曾达到10%的光电转换效率。这种电池具有低成本、高效率的优点,但也有严重的光老化等问题需要解决。
三、太阳能光伏电池分类
第一代光伏电池主要基于硅晶片,采用单晶硅和多晶硅材料制成,目前仍是光伏产品市场的主流。硅元素在地壳中的储量仅次于氧,原材料相当丰富。不过,晶体硅作为光伏电池中的光伏材料,其成本较高(制作晶体硅电池的硅材料占电池成本的45%以上)。而且,硅晶体的尺寸也不能满足大面积的要求。
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