科学研究

新しい量子材料が太陽光発電効率 190% の記録を樹立 米国のリーハイ大学の研究者らは最近、太陽エネルギーの分野で革命的な発見をしました。物理学者のシュリハリ・カスチュア氏とチネドゥ・エクマ氏は、創意工夫のおかげで、太陽電池の性能に革命をもたらす可能性のある新しい量子材料を開発しました。この材料は、セレン化ゲルマニウムと硫化錫の二次元層の間に挿入された銅原子で構成されており、試作太陽電池の活性層として使用されました。 得られた結果はまさに印象的です。この太陽電池は、平均太陽光吸収率 80%、光励起キャリアの大幅な生成、および 190% という記録的な外部量子効率 (EQE) を実証しました。この性能は、シリコンベース材料の理論上のショックレー・クワイサー効率限界を大幅に上回り、太陽光発電用の量子材料の分野に新たな展望を開きます。 ミッドバンド太陽電池技術 物理学者たちは、中間バンド太陽電池 (IBSC) 技術に依存しました。これは、価電子帯から伝導帯までのキャリアを直接励起することを可能にする最先端の技術です。また、電子内部で特別に生成されるエネルギー中間体のレベルによっても励起することができます。材料の構造。この二次元プロセスは、単一の光子から励起子の複数の生成を引き起こす可能性があります。 材料の光起電力特性を改善するために、研究者らはセレン化ゲルマニウムと硫化スズの間に銅原子を挿入するインターカレーション技術を使用した。この技術により材料の性能を最適化することが可能となり、次世代の高効率太陽電池に最適です。 太陽エネルギーのこの進歩は、世界的に増大するエネルギー需要を満たす上で重要な役割を果たす可能性があります。この新しい量子材料を使用した太陽電池は、より効率的で持続可能なエネルギー生産を可能にする可能性があります。 結論として、リーハイ大学のこの発見は、太陽光発電の分野に新たな展望をもたらします。 190% の光起電力効率を備えたこの新しい量子材料の開発は、これまで可能と考えられていた限界を押し広げます。この有望な技術は、クリーンな再生可能エネルギーの生産に大きく貢献し、私たちをより持続可能な未来に近づける可能性があります。…