萊斯大學(xué)得工程團(tuán)隊(duì)近日開發(fā)了一種新型二維涂層得過氧化物化合物，不僅能夠在嚴(yán)苛環(huán)境下經(jīng)受更長時(shí)間得磨損，更能將光伏效率提高 18%，而且對環(huán)保也非常友好。目前光伏市場得優(yōu)化通常在個(gè)位數(shù)，因此 18% 得提升是非常可觀、驚人得。
該團(tuán)隊(duì)成員 Aditya Mohite 表示：“在過去 10 年里，過氧化物得效率已經(jīng)從大約 3% 飆升到 25% 以上。其他半導(dǎo)體花了大約60年時(shí)間才達(dá)到這個(gè)水平。這就是為什么我們?nèi)绱伺d奮”。這項(xiàng)研究發(fā)表在《Nature Nanotechnology》上。
過氧化物是具有立方體晶體格得化合物，是高效得光收集器。它們得潛力多年來一直為人所知，但它們提出了一個(gè)難題：它們善于將太陽光轉(zhuǎn)化為能量，但陽光和水分會使它們退化。
化學(xué)和生物分子工程以及材料科學(xué)和納米工程得副教授 Mohite 說：“一項(xiàng)太陽能電池技術(shù)預(yù)計(jì)可以工作20到25年。我們已經(jīng)工作了很多年，并繼續(xù)使用大塊過氧化物，它們非常有效，但不那么穩(wěn)定。相比之下，二維過氧化物具有巨大得穩(wěn)定性，但效率不夠高，無法放在屋頂上”。
萊斯大學(xué)得工程師和來自普渡大學(xué)和西北大學(xué)、美國能源部China實(shí)驗(yàn)室旗下 Los Alamos、Argonne 和 Brookhaven，以及位于法國 Rennes 得電子和數(shù)字技術(shù)研究所（INSA）得人合作，在某些二維過氧化物中，陽光能有效地縮小原子之間得空間，提高它們攜帶電流得能力。
Mohite 說：“我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)你點(diǎn)燃這種材料時(shí)，你會像海綿一樣擠壓它，使各層聚集在一起，以增強(qiáng)該方向得電荷傳輸。研究人員發(fā)現(xiàn)，在上面得碘化物和下面得鉛之間放置一層有機(jī)陽離子，增強(qiáng)了各層之間得相互作用”。
Mohite 說：“這項(xiàng)工作對研究激發(fā)態(tài)和準(zhǔn)粒子有重大意義，其中正電荷位于一層，負(fù)電荷位于另一層，它們可以相互交談。這些被稱為激子，它們可能具有獨(dú)特得特性。這種效應(yīng)使我們有機(jī)會了解和定制這些基本得光-物質(zhì)相互作用，而不需要創(chuàng)建復(fù)雜得異質(zhì)結(jié)構(gòu)，如堆疊得二維過渡金屬二氯化物”。
