保持加热超高效太阳能电池

美国科学家已经找到一种方法,“热”电子负责大部分的能量损失在当前太阳能电池。这项研究可能导致更有效的发展太阳能光伏材料——理论上两倍的比例,可以转化成电力。

在目前的硅太阳能电池,只有大约三分之一的能量细胞转换成电能。大部分由入射光子的能量损失热量——所谓的热生成电子,酷非常迅速。因此,他们的能量无法轻易被好好利用。

现在领导的研究小组小杨朱德克萨斯大学奥斯汀分校的纳米材料和二氧化钛用于捕获的电子。在纳米材料,我会说,这是第一次我们已经证明了我们可以把热电子,”朱说。

朱解释说,热电子在纳米材料热停留时间更长,给足够的时间——数百而不是只有几皮秒来捕获它们。他的团队把半导体硒化铅纳米晶体在二氧化钛(量子点),一个电子导体,并使用一种称为光学二次谐波发生的技术允许他们“看”热电子越过两种材料之间的界面。

虽然团队尚未表现出太阳能电池工作,他们说他们的方法最终可能可以提高效率66%。“这是一个非常激动人心的含义,但这还仅仅是一个科学的步骤,”朱说。“我们现在正在做的是试图调整界面化学,这样我们只需要我们想要的电子的能量,那么我们不要失去任何多余的能量。当然,如果我们能做到这一点,然后是真正的努力工作的工程”。

罗尔夫溪边,利兹大学的太阳能专家,英国表示,尽管主要技术障碍依然存在,工作是一个主要的进步。他们现在的激动人心的、重要的和有说服力的证据,表明热电子可以从纳米晶体转移大量接触不到50飞秒,”他说。这时间是至关重要的。这意味着我们可以考虑一个新的太阳能电池的设计,在纳米晶体光子的能量,与典型的太阳能电池的转换效率也远远超过可用的今天。”

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