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创新设计使轻型太空电池效率翻倍

科技日报记者 张佳欣。创新池效

宾夕法尼亚大学的设计使轻研究人员在最新出版的第一期《设备》杂志上提出了一种轻量级二维过渡金属二卤化物(2D TMDC)通过超晶格结构增强了太阳能电池的新设计,增加了对太阳能的型太吸收,效率从5%提高到12%,空电非常适合太空应用。率翻


月球基地艺术概念图。创新池效改进的设计使轻2D TMDC太阳能电池可以为太空探索和定居点提供能源。
图片来源:P. Carril/欧洲空间局。型太

宾夕法尼亚大学首席作者兼《设备》杂志顾问委员会成员迪普·贾里瓦拉说,空电人们正在慢慢意识到2D TMDC是率翻一种优良的光伏材料。2D TMDC太阳能电池的创新池效重量仅为硅或砷化镓太阳能电池的1/100。虽然电池的设计使轻效率不如硅太阳能电池,但它们的型太单位重量产生的功率更大,这被称为“比功率”。空电由于其厚度只有3-5纳米,率翻但吸收的太阳能相当于商业太阳能电池。它们只有几个原子厚,这使得它们被贴上了“2D”的标签。

该团队认为,为了进一步提高这种电池的效率,必须正确考虑设备的激子。当太阳能电池吸收阳光时,激子产生2D 高效吸收TMDC太阳能电池光能的关键。当激子的正负电荷重量输送到不同的电极时,太阳能电池会产生电能。

通过太阳能电池的建模,研究团队的新设计在实验中的演示效率比以前翻了一番,达到了12%。

研究人员表示,该装置的独特之处在于其超晶格结构,这意味着存在间隔层或非半导体层交替的2D TMDC层之间的间隔允许多次反射光。

下一步,研究人员希望在未来4-5年内设计出实际效率超过10%的电池。

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