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发现比硅太阳能电池更高效的材料,将太阳能转化为电能的速度更快

福建省龙岩市 2020-02-29 09:39:00

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西伯利亚联邦大学科学家与瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院的科学家们,发现了钯基材料的新特性,这种材料可以提高太阳能电池的性能。二烯化钯是一种很有前途的材料,其性能尚未得到充分的研究。例如,据报此前的研究,二烯化钯二维形式可以有效的进行光催化――当暴露在阳光下,水分解成氢和氧的过程,可以用来生产生态燃料。现已知道如何合成单层和双层PdSe2合成物,但是直到现在,这些材料的优缺点仍然未知。

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科学家首次采用高精度计算方法,对基于二烯化钯的单层和双层材料电子和光学性能进行了详细研究,结果表明,这种材料比硅基太阳能电池材料更能有效地吸收太阳能。与目前用作半导体的硅基元素相比,这种材料具有更广的能量吸收谱,显示出更高太阳能转化为电能的速度,因此可以显著提高太阳能电池的效率。钯二烯化钯(PdSe2)可以作为一种独立的材料,用于制造航天器和人造地球卫星的太阳能电池元件。

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西伯利亚联邦大学的科学家Artem Kuklin说:因为在大多数情况下,材料效率证明了航天工业的成本。为了进行该材料性能的高精度计算,科学家们使用了位于俄罗斯科学院马特罗佐夫系统动力学和控制理论研究所西伯利亚分部的Akademik Matrosov超级计算机。由于这种方法环保程度高、成本相对低廉,俄罗斯“太阳能”的比重将稳步上升。目前有10座“太阳能”电站,总容量约为100兆瓦,占俄罗斯电力系统总装机容量的0.04%。

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在雅库特,柴油发电机发电的成本非常昂贵,在这里,太阳能装置可以大大降低能源供应成本。研究目标是开发更先进的材料,从而提高太阳能电池的效率。其研究成果发表在《物理评论b》上,科学家们计划继续研究工作,探索缺陷对其性质的影响以及缺陷形成的可能性。知道缺陷后,科学家将能够创造出具有可预测特性的材料。

博科园|研究/来自:西伯利亚联邦大学

参考期刊《物理评论B》

DOI: 10.1103/PhysRevB.99.245114

博科园|科学、科技、科研、科普

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