串聯電池刷新電池記錄

用砷化鎵（GaAs）和磷化鎵銦（GaInP）制造的太陽能電池，長期以來獲得了任何技術中最高的轉換效率，盡管這些材料和處理它們的技術的高成本使進展主要局限于實驗室，除了在無人機上的一些利基應用外，一般只有在衛星和航天器方面使用此技術。

美國國家可再生能源實驗室（NREL）在這一領域一直處于領先地位。該公司與另一家著名的太陽能光伏研究機構新南威爾士大學（UniversityofNewSouthWales）的最新合作，創造了串聯太陽能電池的新效率紀錄，并展示了一種極具前景的太陽能電池設計新方法。

記錄單元由磷化銦鎵（InGaP）頂層和砷化鎵底層組成。由于電池設計上的一些新創新，電池的效率達到了32.9%。NREL的研究人員解釋說：“電池設計的關鍵是由一系列150多層的交替半導體組成的超薄層，這些半導體在電池底部的吸收體中形成量子阱，使其能夠從太陽光譜的關鍵范圍內捕獲能量。”

這種交替結構使研究小組能夠利用量子阱，這種結構有助于在材料中捕獲電荷，并將更廣泛的光譜轉化為電能。本文描述了GaAs和GaInP/GaAs太陽電池的應變平衡GaInAs/GaAsP量子阱，發表在《先進能源材料》上

應變平衡法

該小組指出，他們在這里的工作是這一方法的第一個重大成就，克服生長如此之多的超薄層的復雜性方面的挑戰，可以在未來進一步創造效率記錄。

然而，制造電池所用的材料和復雜的工藝意味著，在可預見的未來，具有成本效益的生產可能仍然是一個挑戰。NREL團隊的高級科學家邁爾斯·施泰納（MylesSteiner）說：“這項工作將為一個太陽應用帶來更高效率的太陽能電池，這可能是這些電池廣泛采用的重要推動力。現在，未來的一個關鍵挑戰是如何以具有成本競爭力的方式制造這些電池。”

太陽能電池面板溫度預測模型

來自土耳其中東技術大學（METU）太陽能研究與應用中心（CenterforSolarEnergyResearchandApplications）和美國德州農工大學（TexasA&MUniversity）的研究人員提出了一種瞬態熱模型，根據每小時的氣象數據、組件參數和位置信息預測光伏組件溫度。

在發表在《熱工案例研究》上的光伏組件性能動態熱模擬和熱容量對組件溫度的影響這篇論文中，提出的方法還包括光伏組件的熱容，這通常不是由制造商提供的，作為溫度預測的參數。熱容是指將一種物質的質量溫度升高一攝氏度所需的熱量。

研究人員根據一系列熱容值進行了敏感性分析，以評估溫度變化對夏季炎熱干燥的半干旱大陸性氣候下光伏組件性能的影響。6月，該方法在METU的室外模塊測試平臺上進行了為期5天的測試。氣象數據還包括風速和風向。

學者們解釋說：“熱模型在陰天表現更好，偏差較小。最明顯的偏差出現在晴天的中午。”

他們的計算表明，白天模塊溫度估計值的平均值為2.61攝氏度，而在夜間，這個值下降到0.90攝氏度，使得溫度預測更加準確。模型還被發現低估了模塊溫度，平均偏差誤差（MBE）在白天約為1.64攝氏度。

MAE定義了一組預測中誤差的平均大小，而不考慮它們的方向，而MBE則捕捉預測中的平均偏差。“結果表明，由于組件溫度偏差較低，因此產量預測在陰天更好，”研究小組說。“該模型高估了電力輸出，MAE和MBE分別為3.43和3.35w/m2。”

專家組還確定，熱容值對分析結果的影響可以忽略不計。“因此，可以得出結論，對于半干旱氣候條件下光伏組件的每小時性能分析，不需要瞬態分析；穩態熱模擬將給出令人滿意的結果，”他們總結道。