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光巨磁效应有望开发新型太阳能光电池

导读: 据美国物理学家组织网近日报道,密歇根大学研究人员发现光也能产生巨大的磁效应,有望开发出存储太阳能的“光电池”,替代传统的半导体太阳能电池。该研究发表在最近出版的《应用物理学》杂志上...

  据美国物理学家组织网近日报道,密歇根大学研究人员发现光也能产生巨大的磁效应,有望开发出存储太阳能的“光电池”,替代传统的半导体太阳能电池。该研究发表在最近出版的《应用物理学》杂志上,校方正在为该方法申请专利保护。

  这种制造“光电池”的方法可能推翻物理学的百年教条。光具有电性和磁性,但一直以来,科学家认为光的磁场效应非常弱,可以被忽略。

  密歇根大学电工程与计算机科学、物理与应用物理系教授斯蒂芬·兰德和同事发现,当光以适当的强度通过一种绝缘材料时,光场所产生的磁效应比以前预期的要强一亿倍,在这种情况下,磁感应强度相当于很强的电效应。该方法的原理是此前未曾研究过的“光整流”,研究人员威廉姆·菲舍说,传统光整流中,光只能通过其电场效应将一些特殊的对称晶体材料中正负电荷分开形成电压,而新研究发现,在适当的条件下,光在其他材料中能通过磁场效应产生“光整流”。

  兰德解释说:“在传统太阳能电池中,光进入材料被吸收,产生热量分离电荷。在我们的方法中,光不是被吸收,而是将能量存储在磁矩中,这将带来一种不需要半导体的新型太阳能电池,热负荷很低。强光也能产生很高的磁感应强度,最终提供一种类似电容供电器的光容式电源。”

  新技术将使太阳能发电更廉价。研究人员预计,使用改良材料可使太阳能转换效率达到10%,这相当于目前商业级的太阳能电池。今年夏天他们将在实验室里利用激光研究,然后拓展到太阳光。

  “目前制造太阳能电池需要大量的半导体加工工序。而我们只需一些镜片来集聚阳光,一些纤维来传导。玻璃就是很好的材料,透明陶瓷可能会更好。不需要复杂的工序。”菲舍说。

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