据最新一期《科学进展》杂志报道，美国理海大学研究人员开发出一种新材料，可大幅提高太阳能电池板效率。使用该材料作为太阳能电池活性层的原型表现出80%的平均光伏吸收率、高光生载流子生成率以及高达190%的外量子效率（EQE）。这一指标远远超过了突破硅基材料的肖克利-奎瑟理论效率极限，并将光伏量子材料领域推向新高度。
以新材料作为活性层的薄膜太阳能电池示意图。图片来源：理海大学
研究人员表示，这项工作代表着在理解和开发可持续能源解决方案的一次重大飞跃。未来，这种创新方法将重新定义太阳能的效率和可及性。
该材料效率的提升很大程度上归因于独特的“中间能带态”，即位于材料电子结构内的特定能级。这使其成为太阳能转换的理想选择。
这些态的能级处于最佳子带隙内（材料可有效吸收太阳光并产生载流子的能量范围），约为0.78至1.26电子伏特。此外，该材料在电磁波谱的红外和可见光区域具有高吸收水平。
在传统太阳能电池中，最大EQE为100%，代表从太阳光吸收的每个光子产生并收集一个电子。然而，过去几年开发的一些先进材料和结构已经证明能够从高能光子中产生和收集多个电子，也就是说EQE可以超过100%。虽然这种多重激子产生材料尚未广泛商业化，但它们具有极大提高太阳能系统效率的潜力。
在新材料中，“中间能带态”能够捕获传统太阳能电池失去的光子能量。研究人员利用“范德华间隙”，即层状二维材料之间的原子级小间隙，开发了这种新型材料。这些间隙可以限制分子或离子，材料科学家通常使用它们来插入或嵌入其他元素，以调整材料特性。
为了开发新材料，研究人员将零价铜原子插入到由硒化锗和硫化锡组成的二维材料层之间。随后，他们开发出可作为概念证明的原型。结果发现，其快速响应和提高效率有力地证明了铜插层作为量子材料在光伏应用中的潜力，这为提高太阳能转换效率提供了一条新途径。
中新网北京12月19日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-计算科学》最新发表一篇论文称，研 郭永怀、李佩、王承书、王希季、邓稼先、王淦昌、钱骥……一串令人肃然起敬的名字，在中国科学院大学（以下简称国科大）师生 编者按 世界在变，变化中不断积蓄着突破的力量。局势纵横看似山重水复，历史规律昭示未来终将柳暗花明。2023年与我们挥 文｜卜金婷 田瑞颖 《自然》近日发文警告，对人工智能（AI）的不当使用或将催生大量不可靠或无用的研究，导致可重复性 ? 肖连团 ? 番兴明 ? 陈 勇 ? 马 洁（以上照片均为受访者提供） ? 数据来源：科技部、国 四川省科学技术厅关于组织申报2024年第二批中央在川高校院所“聚源兴川”项目的通知 各中央在川高校院所、市（州）科 。本文链接：新材料大幅提升太阳能电池量子效率http://www.sushuapos.com/show-11-4864-0.html
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