工程团队发现新型高性能太阳能电池材料

  • 发布时间:2024-03-15 15:56:11 来源:
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导读 达特茅斯工程学院领导的一项研究发表在《焦耳》杂志上,报告称发现了一种用于太阳能吸收器的全新高性能材料——太阳能电池的核心部分,将光...

达特茅斯工程学院领导的一项研究发表在《焦耳》杂志上,报告称发现了一种用于太阳能吸收器的全新高性能材料——太阳能电池的核心部分,将光转化为电能——这种材料稳定且储量丰富。研究人员使用独特的高通量计算筛选方法来加速发现过程,并能够快速评估大约40,000种已知候选材料。

达特茅斯学院霍奇森家族工程副教授GeoffroyHautier表示:“这是光伏领域的第一个例子,通过这种方法和后续实验发现了一种新材料。”“大多数人一次研究一两种材料,而我们查看了40,000种材料。”

达特茅斯研究人员ZhenkunYuan是这项研究的第一作者,合著者包括研究员YiHuangXiong,工程博士。候选人GideonKassa和AndrewPike、工程学教授Hautier和JifengLiu,以及来自其他八个合作机构的研究人员。

实验室证实,这种太阳能吸收材料不仅能够有效地将光转化为电能,而且在空气和水中也高度稳定。

“你可以把它放六个月,它会保持不变,”豪蒂尔说。“当您不必担心水分和空气污染时,这会显着降低您的成本。”

研究指出,通常情况下,寻找新的太阳能材料是乏味且缓慢的,甚至有大量的选择需要考虑。

“长期以来,我们一直在建立已知材料(包括天然材料和人造材料)的数据库,”豪蒂尔解释道。“这使我们能够快速筛选并决定哪些材料可能有用,哪些可能没用。我们无法筛选稳定性,但我们可以将其范围缩小到大约20种合理的太阳能材料——从成千上万种太阳能材料中挑选出来。”可能性——在与我们的同事交谈后,我们感觉这个会很稳定。”

该团队计划继续改进工具以实现更好的筛选,并探索他们称之为“Zintls”的整个材料系列,这可能会增强和优化所发现的材料。

“进一步表征这种材料并更好地理解它有很多机会,例如它如何吸收光以及如何将其制成薄膜,”在实验室进行和监督材料测试的刘说。“协作至关重要。需要整个社区的思想家和许多不同的技能才能使这一切发挥作用——计算、实验、制造、表征、优化——而且你需要将所有这些整合到一个团队中。”

豪蒂尔说:“明天我们不会将其用作太阳能电池板,但我们认为该材料系列非常出色,值得关注。”

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