气候条件影响太阳能电池的性能超出预期

麻省理工学院的研究人员现在可以预测太阳能电池将在全球任何地方生产多少能源。令人惊讶的是，他们发现在热带地区，两种类型的太阳能电池(硅和碲化镉)的能量输出可以变化5%或更多，而大多数新兴太阳能电池市场都位于热带地区。之所以出现这种差距是因为太阳能可以根据当地的温度和大气中的水而发生变化。他们的工作于12月13日出现在Joule期刊上，并发展成为一种开源工具，强调太阳能产品的环境可能会有所不同。

麻省理工学院机械工程副教授Tonio Buonassisi说：“我们已经探索了两个方面，即位置和技术的融合，以提出预测太阳能电池板能量输出的框架。” “如果你有一种新的太阳能技术，你可以看到你的技术可能会胜过商用硅太阳能电池。”

为了证明他们的框架如何运作，研究人员将位于美国(俄亥俄州佩里斯堡)和新加坡的太阳能电池的真实数据与1年的卫星天气数据相结合，以绘制太阳能电池在户外工作最佳的地方。根据这些数据，他们分析了两种太阳能电池材料：硅(通常用于太阳能电池)和碲化镉(薄膜竞争材料)。

研究人员发现，在炎热潮湿的新加坡地区，碲化镉太阳能电池产生的能量比硅电池多5%。对于具有较高电子带隙的其他材料，如砷化镓或金属卤化物钙钛矿，可以预期类似的趋势。

“开发商用来预测太阳能电池板的能量产量和计划太阳能系统的工具通常很昂贵且不准确，”麻省理工学院光伏研究实验室(@MITPVLab)研究员Ian Marius Peters说。“它们不准确，因为它们是为温带气候而开发的，如美国，欧洲和日本。”

感兴趣的用户将能够下载研究人员开发的在线工具，然后为不同类型的太阳能电池插入他们自己的位置和性能信息。这允许用户确定他们的太阳能电池在哪里工作最好或者他们应该在他们的位置使用什么类型的太阳能电池。这是一种考虑太阳能电池的不同方式，通常用它们在实验室条件下产生的能量来描述，而不是在特定环境中使用。

“根据你所在地区的气候类型，你需要决定使用什么类型的太阳能电池，”彼得斯说。“有理由使用硅，有理由使用其他技术，如碲化镉。室外条件可能成为决定未来研究的最重要因素之一。”