В поисках лучших материалов, чем раньше, Университет Лихай разработал уникальный высокоэффективный материал. Исследователи полагают, что этот материал с 190%-ным Квантовым КПД Университета Лихай может улучшить солнечные панели. Ожидается, что солнечные элементы следующего поколения будут высокоэффективными благодаря этому.
Новый материал, разработанный в Университете Лихай, был использован в качестве активного прототипного слоя на солнечных элементах. К их удивлению, он продемонстрировал средний коэффициент поглощения фотоэлектрической энергии в 80% и высокую скорость генерации фотовозбужденных носителей заряда.
Более того, они также зафиксировали эффективность внешнего квантового выхода (EQE) около 190%. Это демонстрирует возможность превышения предела эффективности кремниевых материалов и возможность использования квантовых материалов для достижения новых высот в фотоэлектрической энергетике.
Профессор физики Чинеду Экума сказал: «Эта работа представляет собой значительный шаг вперед в нашем понимании и разработке устойчивых энергетических решений, подчеркивая инновационные подходы, которые могут в ближайшем будущем переосмыслить эффективность и доступность солнечной энергии».
Эти материалы, получившие название «Множественная генерация экситонов» (МЭГ), все еще нуждаются в дополнительных исследованиях для достижения своей цели — широкой коммерциализации.
Свойства квантового материала с эффективностью 190%
- Эти материалы в точности улавливают количество фотонной энергии, теряемое традиционными солнечными элементами.
- Более того, процесс не исключает тепловыделение и отражение.
- Недавно обнаруженный материал очень эффективен благодаря своим свойствам. уникальные промежуточные состояния полосы.
- Эти особые уровни энергии заложены в электронной структуре материала, что делает их идеальными для преобразования солнечной энергии.
- Уровни энергии внутри оптимальной подзоны имеют состояния, заполненные энергией.
- Материал эффективно производит носители зарядов и поглощает солнечный свет до 0.78 и 1.26 электрон-вольт.
- В видимой и инфракрасной областях электромагнитного спектра этот материал также демонстрирует высокий уровень поглощения.
Разработка
После обширного компьютерного моделирования системы профессор Экума разработал этот прототип в качестве доказательства своей концепции.
- Этот новый материал создан путем взятия Преимущество ван-дер-ваальсовых щелей. Это атомарные зазоры, находящиеся между слоями двумерных материалов.
- Эти зазоры эффективно используются для вставки интеркалированных других материалов в слои. улучшает или настраивает свойства материала.
- Следуя этому подходу, нульвалентная медь была вставлена между слоями селенида германия (GeSe) и сульфида олова (SnS), двумерного материала.
Он пояснил: «Его быстрый отклик и повышенная эффективность убедительно указывают на потенциал интеркалированного Cu GeSe/SnS как квантового материала для использования в современных фотоэлектрических приложениях, открывая путь к повышению эффективности преобразования солнечной энергии».
«Это перспективный кандидат для разработки высокоэффективных солнечных элементов следующего поколения, которые сыграют решающую роль в удовлетворении глобальных энергетических потребностей», — добавил профессор.
Профессор Экума отмечает, что технология, используемая в этом процессе, уже является высокоразвитой. Несмотря на то, что квантовая технология Университета Лихай с эффективностью 190% может улучшить солнечные панели, необходимы дальнейшие исследования и разработки. Только тогда ее можно будет считать пригодной для интеграции в используемые в настоящее время солнечные энергетические системы.
Источник : Квантовый материал CuxGeSe/SnS для фотоэлектрических применений
