能源技術的無限可能

TInergy是一個能源社區，社區中的人們相信技術創新使生活的方方面面更具效率，技術創新更是通向清潔、低價和可再生能源的橋梁。 作為社區的一分子，德州儀器的能源專家將分享能源開發利用的新見解，使能源利用率更上一層樓，在降低能耗的同時，讓人們享受更美好的生活。

作者：德州儀器（TI） Nagarajan Sridhar， 更多精彩內容，請訪問TInergy

您是否曾經思考過一塊太陽能電池的功能和工作原理？它的功能非常簡單：那就是將太陽光轉換成電；而它的工作原理并不十分復雜。太陽能電池其實就是一種半導體，半導體的主要特征是具有能量有限的能帶隙。簡單來說，當太陽光照射到太陽能電池上時，載流子（即電子和空穴）跳過能帶隙，當其連接負載時便產生電流。

既然這一概念如此簡單，那么為什么這種技術還仍然處在一個從導入期向成熟期邁進的階段呢？答案就是硅，這種資源較為豐富的半導體材料具有能帶隙，并非很適合進行光電能量轉換。由于存在這種固有的能帶隙特性，因此載流子跳過能帶隙這一物理過程導致大量能量以熱或熱能形式被浪費掉。

就光伏而言，較適合的半導體材料是沒有熱量損耗的半導體。于是，解決方法便是找到具有高采集效率及較佳能帶隙的適宜材料。這種半導體被稱為復合半導體。復合半導體在性質上屬于無機物，由一種以上的元素構成。由于適宜的元素比例可以改變能帶隙及其特性，因此找到復合材料的較佳化學計量法（各種元素的比例）存在巨大的挑戰。經過數年的反復試驗和不懈的努力，我們較終完成了這種理想材料的配比工作。這種化學計量法是具有專利權的。與此同時，較近的科研成就使得開發可靠復合材料生產技術成為研究主題，越來越受到人們的關注。

較近，向諸如傳感器和傳動器等極低/超低功耗的器件功能組件供電的能量采集領域開啟了研發新型太陽能電池材料（即可調能帶隙半導體）及應用的新篇章。這就是在涵蓋從紅外到紫外光譜的傳感器市場中倍受關注的有機太陽能電池。上述半導體材料使太陽能電池成為消費類和工業市場中的重要一，同時人們正在對復合無機半導體進行開發，以期實現生產成本效率，從而達到或低于現有電力企業應用的傳統發電成本。

德州儀器 (TI) 對諸如能量采集器等低功耗器件的遠見及其在設計和材料開發方面的專業技術將把這一發展推向下一個能源技術前沿。