190%量子功率：新资料能够大幅度进步太阳能电池板的功率

  它显现了推动高效下一代太阳能电池开发的巨大潜力，这对满意全球动力需求至关重要。

  运用该资料作为太阳能电池有源层的原型显现，均匀光伏吸收率为80%，光激起载流子的发生率很高，外部量子功率（EQE）达到了史无前例的190%，远超于了硅基资料的 Shockley-Queisser 理论功率极限，并将光伏范畴的量子资料面向了新的高度。

  “这项作业代表了咱们对可继续动力解决方案的了解和开展的严重腾跃，突出了在不久的将来或许从头界说太阳能功率和可及性的立异办法，”物理学教授Chinedu Ekuma说，他与里海大学博士生Srihari Kastuar一同在《科学开展》杂志上宣布了一篇关于这样一种资料开发的论文。

  这种资料的功率腾跃首要归功于其共同的“中心能带状况”，这种特别的能级坐落资料的电子结构中，使其成为太阳能转化的抱负挑选。

  这些状况的能级在最优子带空隙（资料能够有用吸收阳光并发生电荷载流子的能量规模）内，约为0.78和1.26电子伏特。

  在传统的太阳能电池中，最大EQE为100%，表明从阳光中吸收的每个光子发生和搜集一个电子。但是，在曩昔的几年里，一些先进的资料和结构现已证明晰从高能光子中发生和搜集多个电子的才能，代表了超越100%的EQE。

  尽管这种多激子发生（MEG）资料没有广泛商业化，但它们具有极大进步太阳能发电体系功率的潜力。在利哈伊开发的资猜中，中心能带状况能够捕获传统太阳能电池丢掉的光子能量，包含经过反射和发生热量。

  研讨人员运用“范德华隙”开发了这种新资料，“范德华隙”是层状二维资料之间的原子小空隙。这些空隙能够约束分子或离子，资料科学家一般运用它们来刺进或“嵌入”其他元从来调整资料特性。

  为了开发他们的新资料，里海大学的研讨人员在由硒化锗（GeSe）和硫化锡（SnS）制成的二维资料层之间刺进了零价铜原子。

  核算凝聚态物理专家Ekuma在对该体系来进行了广泛的核算机建模后，开发了该原型作为概念验证。

  它的快速响应和进步的功率，有力地表明晰铜插层GeSE/SnS作为量子资料在先进的光伏使用中的潜力，为进步太阳能转化的功率供给了一条途径。它是开发下一代高效太阳能电池的有出路的候选者，这将在满意全球动力需求方面发挥关键作用。

  尽管，将新规划的量子资料整合到当时的太阳能体系中还要进一步的研讨和开展，但Ekuma指出，用来制作这些资料的试验技能已十分先进。跟着时刻的推移，科学家们现已把握了一种精确地将原子、离子和分子刺进资料的办法。