美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校化學(xué)家朱率領(lǐng)的在半導(dǎo)體納米晶體、量子點的新研究表明,傳統(tǒng)太陽能電池的效率可從目前限額的30%提高60%以上。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種方法來捕捉較高的陽光能量,而在傳統(tǒng)的太陽能電池中熱量卻丟失。
當(dāng)今使用的硅電池最高效率是31%左右.這是因為太陽能電池太高,許多來自陽光的能量到達電池板時都未能轉(zhuǎn)換成可用的電能。這種能量，以所謂的“熱電子表格”存在，當(dāng)加熱時就會流失掉。
如果高能量的陽光，或更明確的熱電子，可以被捕獲，太陽能到電能轉(zhuǎn)換效率理論上可提高到高達66%。
至于第一個問題，一些研究小組建議，可以減緩在半導(dǎo)體納米晶體熱電子的冷卻。一個來自芝加哥大學(xué)的研究小組Science,2008年的學(xué)術(shù)論文上顯示，毫不含糊，這是真正的膠體半導(dǎo)體納米晶。
朱的團隊已經(jīng)找到了下一個關(guān)鍵步驟：如何采用這些電子。
他們發(fā)現(xiàn)，熱電子可以從照片硒化鉛納米晶體轉(zhuǎn)移到一個廣泛使用的二氧化鈦的電子導(dǎo)體。
“如果我們采取超熱電子，我們可以與他們一起合作，”朱老師說。 “這種熱電子轉(zhuǎn)移示范建立了一個高效率的熱載流子的太陽能電池，這不僅是一個理論概念，而是一個能實驗的可能性。”
研究人員使用了硒化鉛量子點，但朱說，他們的方法在其他材料制成的量子點上也起作用。
他警告說，這只是一個科學(xué)步驟。而在太陽能電池效率達到66%之前需要更多的科學(xué)和工程。
朱正在解決，連接到電源導(dǎo)線上這一科學(xué)難題。
“如果我們從太陽能電池采取的電子有這么快或熱，我們也會失去加熱電線的能源”，朱老師說。 “我們的下一個目標(biāo)是調(diào)整界面化學(xué)的導(dǎo)線，因此使我們能夠減少這種額外的能量損失。我們想捕捉最多的陽光能量。這就是最終的太陽能電池。
“化石燃料以巨大的環(huán)境為代價，”朱老師說：“我們沒有理由不在50年內(nèi)100%的使用太陽能。
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