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据美国物理学家组织网12月15日报道,美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员表示,根据有关太阳能能量转换机制的全新研究,利用一种有机塑料半导体材料,可使传统太阳能电池的效率显著增加,从31%提升至44%。相关研究报告发表在12月16日出版的《科学》杂志上。
领导这一研究的该校化学系教授朱晓阳(音译)及其团队发现,利用一种有机塑料半导体材料,可使从太阳光子收获的电子数量增加一倍。朱教授表示,塑料半导体太阳能电池的生产具有很大优势,其中之一就是成本较低。新材料开启了太阳能能量转换的新途径,从而让能量转换效率达到更高。
目前使用的硅太阳能电池的最大理论效率大约为31%,这是因为投射在电池上的太阳能大多过高而难以转化为可用的电力。这种以“热电子”形式呈现的能量,会以热能的形式损失掉。而捕获热电子能潜在提高太阳能到电力的转化效率,甚至可使这一比率达到66%。
研究团队之前表明,可以借助半导体纳米晶体捕获热电子,但这种技术的实际应用却十分具有挑战性。朱教授表示:“66%的转换效率仅在阳光高度集中时才能达到,而不是投射在太阳能电池上的普通阳光。这将在考虑新材料或设备的设计时产生问题。”
为了避免这个问题,科研人员找到了一种替代方法。他们发现在并五苯半导体内吸收光子能够创建一个激发的电子空穴对,即激发性电子(激子)。并五苯等小分子在纯态时可以导电,而且它们可以直接做成晶体或薄膜供各种装置使用。激子与量子力学相耦合,能够引发黑暗的多激子态。这种暗量子“阴影态”是捕获两个电子最有效的来源,利用这种机制,可将太阳能电池的效率提高至44%,而无需使用高度集中的太阳光束,这能够为未来太阳能技术更广泛地使用奠定基础。
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晶硅-钙钛矿叠层太阳电池因其有望超越单结电池的肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)效率极限,而成为当前全球先进光伏技术研究的热点。受制于短波光子的热驰豫损失,传统晶硅单结太阳电池效率的进一步提升面临瓶颈。为此,科学家们提出将宽带隙钙钛矿与晶硅集成,通过构建串联叠层太阳电池,有效减少
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2025年7月1日,来自杭州的光伏企业新子光电科技有限公司(以下简称新子光电)向美国证券交易委员会(SEC)递交招股说明书,拟股票代码为“XZ”申请在美国纳斯达克IPO上市。此次,新子光电计划以每股4至6美元,发行375万股,拟募资范围在1500-2250万美元。此前,在2025年3月19日,新子光电向美国证券交易委
在光合作用中,植物只能将所吸收的10%的光能转化为可用于化学反应的氢气。去年夏天,一组研究人员用一种高达44.7%效能的新电池刷新了原有实验室太阳能电池记录,而且他们的终极目标是让新电池达到50%的效能。然而一种新的太阳能电池采用了将有机材料和无机材料混合的方式来推动其效率超过95%,这将突破
科学家已经证实,碳基光电聚合物所制造的电子数量是加倍的,这有助于让任何一种太阳能电池的效率也加倍提升。这种被称为“单态裂变(singlet fission)”的过程能从单一光子产生“同卵双生(identical twin)”的2个电子,而不是正常的1个,将大幅提升太阳能电池的理论最大输出值。这种过程不会损失能量转成热,多出来电子是透过在现有的太阳能电池上添加聚合物溶液所产生。美国Brookhaven国家实验室研究员MattSfeir表示,要提升太阳能电池效率会遇到的困难之一,是电池所吸收的光能量会有一部分
据美国物理学家组织网报道,英国剑桥大学物理系卡文迪什实验室开发出一种有机混合太阳能电池,可将最大光电转换率提高25%以上。该研究成果2月8日刊登在美国《纳米快报》上。太阳能电池主要以半导体材料为基础,利用光电材料中的光子吸收光能后发生光电转换反应而产生电能。传统的太阳能电池只能吸收太阳光谱中部分可见光至近红光部分,随着温度的增加,许多蓝色光子的能量就损失掉了。这种一次不能吸收不同颜色光的性能决定着其光电转化率不会超过34%。剑桥大学尼尔·格里纳姆教授和理查德爵士带领的研究团队开发出一种有机混合电池,其可在吸收红光的同时,利用额外
新的太阳能电池可以增加光伏组件的最大效率,增幅达25%以上,这是根据英国剑桥大学(UniversityofCambridge)的科学家所说。这些科学家来自剑桥大学物理系卡文迪什实验室(CavendishLaboratory),他们开发出一种新型太阳能电池,利用太阳能量远比传统设计更有效。这项研究发表在今天的杂志《纳米快报》(NanoLetters)上,可以大大提高光伏组件产生的可用能量。光伏组件运行时,吸收的能量来自光粒子,称为光子,光子随后生成电子,产生电力。传统的太阳能电池只能捕捉一部分太阳光,而且已吸入光子的很多能量,尤其是蓝色光子的能量,都会散
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一项技术研究可以显著地提高太阳能电池的转换效率。德克萨斯大学一个由化学家朱晓阳领导的研究小组近日发现,通过使用有机塑料半导体材料,可以使阳光每个光子的捕获电子的数目加倍。由于太阳光能量撞击电池的速度太大而使得大部分能量都变为热量散失掉了,所以目前硅太阳电池理论上最大的效率仅为31%。结合集中器的使用,热电子的捕获能力可以使效率高达66%。朱晓阳和他的小组已经证明可以通过使用半导体纳米晶(也叫量子点)捕获热电子,但是真正实现是具有挑战性的。研究者发现一个光子产生了一种黑暗的量子阴影状态,他们称作多激电子。朱晓阳说多激电子将是双电子最有效的来源,他们可以由
并五苯半导体吸收一个光子,会产生一个量子激发态电子-空穴偶,称为激子。激子耦合一个“阴影状态”,形成多激子。这种阴影状态会多产生两个电子,进入电子受体材料,形成电流。传统太阳能电池的效率可大幅度提高,一项新的研究探讨了太阳能转换机制,项目领导是得克萨斯大学奥斯汀分校(UniversityofTexasatAustin)化学家朱晓阳(XiaoyangZhu)。采用并五苯半导体晶体,传统太阳能电池效率可大幅度提高。朱晓阳和他的研究小组发现,有可能使每一个阳光光子产生的电子数量增加一倍,只需使用一种有机塑料半导体材料。“塑
得克萨斯大学化学家朱晓阳的研究团队已经发现,通过应用有机塑料的半导体材料,可以显著提高太阳能光子的吸收。目前常见的太阳能电池最大理论效率大约是31%,太阳光到达电池表面后,大部分作为热能丧失掉了,如果能使用太阳能集中器捕获这部分“热电子”,那么我们将看到高达66%的转换效率。朱晓阳和他的团队之前已经证实了通过使用半导体奈米晶体--也可称为量子点,可以捕获“热电子”,但实施是有挑战性的。研究人员发现,光子产生后会出现一个黑暗量子阴影状态的替代,他们称之为多种激发子。关于多种激发子,朱晓阳表示这将是最有效率的
现在一项新的技术可以显著提升太阳能电池的光转化效率。美国得克萨斯大学化学家朱晓阳的研究团队已经发现,通过应用有机塑料的半导体材料,可以显著提高太阳能光子的吸收。得克萨斯大学化学家朱晓阳目前常见的太阳能电池最大理论效率大约是31%,太阳光到达电池表面后,大部分作为热能丧失掉了,如果能使用太阳能集中器捕获这部分“热电子”,那么我们将看到高达66%的转换效率。朱晓阳和他的团队之前已经证实了通过使用半导体奈米晶体——也可称为量子点,可以捕获“热电子”,但实施是有挑战性的。研究人员发现,光子
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