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铁电材料让太阳能电池转换效率超越理论极限

时间:2016-08-11 作者:Nick Flaherty 阅读:
铁电材料正将太阳能电池的转换效率推向理论的极限,而且仅需使用阳光中的紫外线...

由美国海军研究实验室(US Naval Research Laboratory)、德雷塞尔大学(Drexel University)、宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania),以及俄罗斯科学院(Russian Academy of Sciences)舒布尼可夫晶体研究所(Shubnikov Institute of Crystallography)共同组成的研究团队利用钛酸钡晶体更有效率地将阳光转换为电能,甚至突破了S-Q效率极限(Shockley-Queisser limit)理论预测所能实现的效率——能隙材料在可见光频谱几乎不吸收光。这可能也有助于开发透明的太阳能电池。1DHEETC-电子工程专辑

能量采集机制有赖于收集“热”电子——当阳光照射时,在光电(PV)材料中携带更多的能量;这种大规模的光电效应可望开启新的电池设计技术。
20160811 PV NT01P1
光激发过程示意图。a: 中心对称的晶体;b: 中心不对称的晶体;c: 实验配置,包括半径为10的热化半球;Ec: 导电带最小值;Ev: 价电带最小值.…1DHEETC-电子工程专辑

“钛酸钡吸收不到十分之一的太阳光谱。但是,相较于传统太阳能电池构成的理论限制,我们的设备使用这种材料或相同能隙的材料,能够更有效率地转换更高50%的入射功率,”Drexel University材料科学、物理与电子工程教授Jonathan Spanier解释;Jonathan Spanier同时也是这项研究的主要作者之一。1DHEETC-电子工程专辑

新的研究途径还利用了铁电材料的屏蔽效果。纳米级电极用于收集太阳能电池中的电流,提高了碰撞电离化以及倍增载子,从而创造出一连串的电子;而其所提高的效率更超越了S-Q转换极限(假设能源过多会像热一样损耗)。1DHEETC-电子工程专辑

编译:Susan Hong1DHEETC-电子工程专辑

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载1DHEETC-电子工程专辑

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Nick Flaherty
EETimes Europe嵌入式技术编辑,自由撰稿人。Nick Flaherty是位于布里斯托尔的自由技术作家、分析师和顾问,他关注半导体和电子市场已有近25年。 他是EETimes Europe的嵌入式编辑,并为世界各地的各种技术贸易出版物撰稿。 他曾工作于Electronics Times和 Electronic Engineering,并在MicroTechnology Europe以及Electronic Product Design担任编辑。他为汽车电子行业和许多跨国半导体公司撰稿。 他还是SouthWest Microelectronics Leadership Group的成员,并积极参与英国西南部的硅芯片和相关技术集群。
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