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麻省理工設計新型硅太陽能電池,轉化效率提升至35%
日期:2019-07-10   [復制鏈接]
責任編輯:sy_liuxiaoyu 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:近日,美國麻省理工稱該校人員和美國普林斯頓大學等機構同行設計,利用“單線態(tài)激子裂變”原理,加強對高能光子能量的利用,設計出新型硅太陽能電池,轉化效率提升至35%


 美國研究人員設計出一種新型硅太陽能電池方案,通過改變鈍化層材料提高硅電池能量轉化效率的上限,可從目前的約29%提升到35%。

美國麻省理工學院日前發(fā)布公報說,新電池由該校人員和美國普林斯頓大學等機構同行設計,利用“單線態(tài)激子裂變”原理,加強對高能光子能量的利用。

在太陽能電池中,光子激發(fā)材料分子釋放電子,產(chǎn)生電流。通常一個光子只能激發(fā)出一個電子,高能光子的剩余能量會以熱量的形式散失。

此前人們發(fā)現(xiàn),在并四苯等某些有機材料里,一個分子吸收一個高能光子后,可將部分能量轉移給另一個分子,最終產(chǎn)生兩個電子,這種現(xiàn)象稱為“單線態(tài)激子裂變”。

理論上,在硅電池上覆蓋一層并四苯,就能用一個高能光子獲得兩個電子,但如何讓“單線態(tài)激子裂變”產(chǎn)生的兩個電子轉移到硅材料中是一個關鍵難題。

為了保證電池效率和耐久性,硅材料必須有表面鈍化層。并四苯中產(chǎn)生的電子必須穿過鈍化層,才能到達硅材料。相對于電子轉移能力來說,目前的鈍化層都太厚了。

新方案的關鍵是用氮氧化鉿對硅材料進行鈍化,得到的鈍化層厚度僅0.8納米(1納米等于十億分之一米),可容許更多電子通過。

研究表明,并四苯每吸收一個光子,平均有1.3個電子可穿過氮氧化鉿鈍化層,轉移到硅材料里。

相關論文已發(fā)表在英國《自然》雜志上。研究人員說,新電池效率遠未達到理論極限,尚需改進,但試驗證明了其中的關鍵步驟行之有效。

該方案沒有引入復雜的設計,而且可能使電池總體上更薄。

原標題:美國科研人員發(fā)現(xiàn)提升光伏電池效率到35%的技術
 
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來源:能源圈
 
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