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「不是不相信,但是你这个东西……」祁凯峰局长抿了一口茶,「我没记错的话,肖克利-奎伊瑟极限给单结构太阳能光伏板的光电转化效率画了一条线。」
「33.7%」高景明的声音有些颤抖,「所以,我另辟蹊径,采用了叠层技术。」
「埃德蒙·D·杰克逊在1955年的会议论文《半导体太阳能转换器的改进方向》里提到的,将不同带隙的半导体PN结堆叠起来以提升效率的技术?」祁凯峰局长整个人倚在靠背上略显放松,「那倒是说得过去了。」
随后,祁凯峰局长起身来到了五人组身边,拉了一把椅子,坐下:
「鉴于你们的爱国之心和王冰丶苏青两位同志最近做的贡献,我可以破例透露一下,在实验室内,三五族多结太阳能光伏板的效率我们做到了这个数。」
众人看着祁凯峰局长左手先伸出四根手指,停顿一下后,大拇指缓缓打开。
「45?!」高景明一脸不可置信地惊呼。
而看到这一幕的李然却一头雾水,他根本不理解两人在谈论些什么。
但似乎丶好像丶差不多丶可能,跟航天国家队的合作要落空了?
看到李然茫然的模样,深受打击的高景明有些沮丧,苦着脸跟李然解释了一下前因后果。
经过解释,李然明白了,原来所谓的肖克利-奎伊瑟极限,也被叫做S-Q极限。
其具体含义是:在标准测试条件下(AM1.5光谱,光强1000W/m2),一个具有最佳带隙(约为1.34 eV)的单结太阳能光伏板,最多能将入射太阳光中33.7%的能量转化为电能。
也就是说,一个单层结构的太阳能光伏板,无论怎么优化材料丶改进工艺,其光电转换效率的理论上限就是33.7%!
而单层结构的太阳能光伏板光电效率无法达到100%,主要原因有两个。
一是光子的能量低于半导体材料的「带隙」,它就会像空气一样直接穿过太阳能光伏板,无法产生电流。
二是光子能量高于「带隙」,太阳能光伏板也只能利用等于「带隙」的那部分能量,高出部分会以热能的形式耗散掉。
就好像人去鱼塘里用「特殊材质」的渔网捕鱼。
比网眼小的鱼会直接穿过网眼,比网眼大的鱼能挣脱网眼,这人最终只能抓到跟网眼大小接近的卡在网眼里的鱼。
但是,如果将太阳能光伏板从单层结构转换成多层结构并重叠起来。
例如,上层使用钙钛矿太阳能光伏板,负责吸收高能量的蓝紫光。下层使用晶矽太阳能光伏板,负责吸收透过上层的低能量红光,那么光电转化效率的理论极限就能来到43%。
也就是上层用网眼大的抓大鱼,下层用网眼小的抓小鱼。
这样一次性抓到的鱼就多了。
祁凯峰局长比划的三五族多结太阳能光伏板,光电转化效率达到了45%,那意味着至少堆叠了三层不同材质的太阳能光伏板。
用高景明的话就是,他也不过是堆叠了两层罢了,堆叠三层的技术太难了。
听完高景明的讲解,李然的大脑疯狂运转,虽然为国家有性能更加强悍的产品感到开心,但他总觉得自己忽略了什么。
「刚刚,祁局长说的是什么来着?」李然摸着下巴陷入沉思,「在实验室内,三五族……」
李然眼睛亮了起来,捶了一下大腿:
「祁局长,您刚才说的是『在实验室内』是不是意味着还无法量产?」
原本笑眯眯的看着联合工业5人组的祁凯峰局长愣了一下:
「量产?这玩意还能量产?」
「!」听见祁凯峰局长的反问,高景明只觉得柳暗花明。
来参观火箭发射之前,高景明刚计算过自家太阳能光伏板的成本,当即说道:
「我们已经实现了量产!不然也不会安在车上!而且其综合成本在每平方米3200元!」
李然顺势补充:
「我们联合工业制造厂已经开始了电力系统的改造工作,预计铺设太阳能光伏板面积达40万平方米,日发电量80万度。
解释一下,联合工业制造厂位于川蜀省江阳市临江县,当地的日均光照水平只有标准测试条件的一半。」
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