【重磅】鐵電材料讓太陽能電池轉(zhuǎn)換效率超越理論極限

　　由美國海軍研究實驗室(USNavalResearchLaboratory)、卓克索大學(xué)(DrexelUniversity)、賓州大學(xué)(UniversityofPennsylvania)，以及俄羅斯科學(xué)院(RussianAcademyofSciences)舒布尼可夫晶體研究所(ShubnikovInstituteofCrystallography)共同組成的研究團隊利用鈦酸鋇晶體更有效率地將陽光轉(zhuǎn)換為電能，甚至突破了S-Q效率極限(Shockley-Queisserlimit)理論預(yù)測所能實現(xiàn)的效率——能隙材料在可見光頻譜幾乎不吸收光。這可能也有助于開發(fā)透明的太陽能電池。

　　能量采集機制有賴于收集“熱”電子——當(dāng)陽光照射時，在光電(PV)材料中攜帶更多的能量；這種大規(guī)模的光電效應(yīng)可望開啟新的電池設(shè)計技術(shù)。

　　光激發(fā)過程示意圖。a中心對稱的晶體；b中心不對稱的晶體；c實驗配置，包括半徑為10的熱化半球；Ec導(dǎo)電帶最小值；Ev價電帶最小值.…

　　“鈦酸鋇吸收不到十分之一的太陽光譜。但是，相較于傳統(tǒng)太陽能電池構(gòu)成的理論限制，我們的裝置使用這種材料或相同能隙的材料，能夠更有效率地轉(zhuǎn)換更高50%的入射功率，”DrexelUniversity材料科學(xué)、物理與電子工程教授JonathanSpanier解釋；JonathanSpanier同時也是這項研究的主要作者之一。

　　新的研究途徑還利用了鐵電材料的屏蔽效果。奈米級電極用于收集太陽能電池中的電流，提高了碰撞電離化以及倍增載子，從而創(chuàng)造出一連串的電子；而其所提高的效率更超越了S-Q轉(zhuǎn)換極限(假設(shè)能源過多會像熱一樣損耗)。

　　(參考原文Ferroelectricmaterialspushsolarcellpasttheoreticallimit，byNickFlaherty)