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美国研究小组展示光伏电池结构的新架构

更新时间  2022-01-01 00:34 阅读
本文摘要:就太阳能电池板的功能而言,尽量的将更加多的光子切换为能源乃大势所趋。仍然以来,化学、材料科学以及电子工程领域的研究人员孜孜不倦谋求提升光伏设备能源吸取的效率,不过当前技术仍受限于部分物理定律。 日前,美国佩恩(Penn)大学和德雷克塞尔(Drexel)大学牵头宣告研发出有太阳能电池的新模式。 该模式不仅未来将会缩减光伏电池的生产成本,令其其更加更容易生产,还可提升其切换效率。 目前光伏电池皆以同一种模式进行工作:吸取光线,再行唤起电子,令其它们流向特定的方向。

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就太阳能电池板的功能而言,尽量的将更加多的光子切换为能源乃大势所趋。仍然以来,化学、材料科学以及电子工程领域的研究人员孜孜不倦谋求提升光伏设备能源吸取的效率,不过当前技术仍受限于部分物理定律。  日前,美国佩恩(Penn)大学和德雷克塞尔(Drexel)大学牵头宣告研发出有太阳能电池的新模式。

该模式不仅未来将会缩减光伏电池的生产成本,令其其更加更容易生产,还可提升其切换效率。  目前光伏电池皆以同一种模式进行工作:吸取光线,再行唤起电子,令其它们流向特定的方向。

这种流动的电子被沦为电流。然而,为了达成协议完全一致的路线或电极,太阳能电池的制作必不可少两种材料:吸取光线的材料与导电的材料。一旦一个不受唤起的电子横跨前者到后者,就无法行至。

  拉佩(Rappe)回应:不过,世界上不存在部分类材料,一旦受到光线的照亮,电子即流向某个特定的方向,需要从一种材料跨向另一种材料。  我们称作光伏本体效应,而非再次发生在现有光伏电池中的模块效应。这类现象早于于上世纪70年代被找到,不过我们并没使用这类方式生产太阳能电池,因为最后证实这类效应只可将紫外光线切换为能源,而绝大部分能源来自太阳光线中的红外线与红外光谱。

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  基于此,找寻一种不存在于光伏本体效应中的材料才可大幅度修改光伏电池的生产流程。而且,该方案还可回避肖克利奎伊瑟效率无限大(Shockley-QueisserLimit),即在电子在排队等候冲刺的期间,部分光子的切换能源不会遗失。  拉佩声称:想象一下,来自太阳的光子如雨般落在你身上,有所不同频率的光线就如同类型各异的货币:便士、镍币及硬币等。此时,吸取光线的材料可称作能带隙要求你最后取得的面额。

  何谓肖克利奎伊瑟效率无限大?通俗的讲,你最后逃跑的面值不能是能带隙可容纳的低于数值。目前光伏本体效应中并无适合的材料。凭借专业的材料文化底蕴,研究小组已研制出一种新型模式,并已测量其属性。

  早在5年前,该研究小组就已启动理论工作,描绘出这一新型化合物的明确属性。每个化合物始自一个母材料,该材料向最后的材料流经光伏本体效应中的极性方面。所谓母材料,即需要缩减化合物带隙的材料。

  随后,这两种材料皆被研磨称之为细粉末,混合在一起,在炉中冷却,以后两者再次发生化学反应。最后获得的结晶具备母材料的结构,但关键部位享有来自最后材料的元素,从而使其需要吸取红外线。  实验室中制作出有的钙钛矿晶  设计中面对的主要挑战即确认材料能否在吸取红外线的同时仍然保有极性属性。戴维斯(Davis)说,据理论计算出来表明,新材料中互相排斥的属性人组只不过需要趋于稳定。


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