用日(ri)益普及的(de)廉價(jia)材料鈣鈦礦制成的(de)一款太陽能電(dian)(dian)池(chi)將于明年上(shang)市。物理學家組織(zhi)網9日(ri)報道稱,這(zhe)種電(dian)(dian)池(chi)捕(bu)獲太陽能的(de)平(ping)均效(xiao)率在20%左右。近日(ri)《自然˙材料》雜志上(shang)的(de)一篇(pian)論(lun)文,詳細報告了美國加(jia)利(li)(li)福尼(ni)亞大學伯(bo)克利(li)(li)分(fen)校與勞倫斯伯(bo)克利(li)(li)國家實(shi)驗室科學家們的(de)新設計,其實(shi)現了18.4%—21.7%的(de)平(ping)均穩態效(xiao)率,以及26%的(de)峰值(zhi)效(xiao)率。這(zhe)些數字創(chuang)造了鈣鈦礦太陽能電(dian)(dian)池(chi)的(de)新記(ji)錄(lu)。

鈣鈦礦(kuang)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)池由有機分子和(he)無機元(yuan)素混合制成(cheng),能(neng)(neng)像常(chang)見的(de)硅基(ji)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)池一樣捕獲太(tai)(tai)陽光并(bing)轉(zhuan)化成(cheng)電(dian)(dian),但(dan)鈣鈦礦(kuang)光伏器(qi)件比(bi)硅更容(rong)易制造于(yu)柔性基(ji)板上(shang)。目前,市場上(shang)為絕(jue)大多數設備和(he)家庭供電(dian)(dian)的(de)多晶硅太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)池轉(zhuan)化效(xiao)率在10%—20%之間。雖然最純凈硅太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)池效(xiao)率能(neng)(neng)達到(dao)25%,但(dan)造價異常(chang)昂(ang)貴。
鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)(yang)能(neng)電池(chi)取得如此(ci)成(cheng)就有(you)賴于(yu)(yu)一(yi)種(zhong)新的(de)(de)方法,它將(jiang)兩種(zhong)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)(yang)能(neng)電池(chi)材(cai)料(liao)組合(he)(he)在一(yi)起。研究人員描(miao)述說(shuo),新方法制造出來的(de)(de)太陽(yang)(yang)能(neng)電池(chi)結(jie)構有(you)點像汽車道路(lu),石墨烯(xi)氣凝(ning)膠(jiao)像堅固(gu)的(de)(de)碎(sui)石底層(ceng)(ceng)那樣(yang)起到基礎穩固(gu)作(zuo)用(yong),兩個鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)層(ceng)(ceng)像沉積在其上的(de)(de)更細的(de)(de)礫石層(ceng)(ceng)和砂層(ceng)(ceng),六方氮化硼層(ceng)(ceng)能(neng)允許兩種(zhong)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材(cai)料(liao)一(yi)起工作(zuo),而(er)氮化鎵層(ceng)(ceng)就像用(yong)于(yu)(yu)道路(lu)頂部的(de)(de)瀝青層(ceng)(ceng)。每一(yi)種(zhong)輪流吸(xi)收太陽(yang)(yang)光(guang)(guang)中的(de)(de)不同波長(chang)或顏色,進而(er)融合(he)(he)成(cheng)幾乎能(neng)吸(xi)收整個可見(jian)光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜(pu)的(de)(de)“分(fen)級(ji)帶隙(xi)”太陽(yang)(yang)能(neng)電池(chi)。此(ci)前嘗試(shi)合(he)(he)并兩種(zhong)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材(cai)料(liao)失敗(bai)的(de)(de)原因,是由于(yu)(yu)彼(bi)此(ci)降低了(le)對方的(de)(de)電子性能(neng),而(er)新方法成(cheng)功(gong)解決了(le)這個難題。
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