新材料可替代的硅，倍增效率的太阳能电池

研究显示，在太阳能电池根据钛矿、荷载体具有多余的能量，可以行驶很远的距离之前，它消耗的热量。 这意味着实现光伏电池热的媒体，对其中的理论的限制效率的两倍，高于传统的硅，在实践中是可能的。 发表的一项研究的科学杂志上。

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最普遍的太阳能电池，使用半导体硅，在理论上是可能的效率几乎不超过30%。

这是因为硅电池是能够利用太阳光谱仅部分。 光的能量阈值以下的只是未被吸收，并具有过高导致形成了太阳能电池所谓的热荷载体(例如，电子)。 生活时间是大约一皮秒(10-12秒)，然后他们就"降温"，那就是，消耗过多的能量热量。 如果热水运营商能够收集的，这会增加的理论上的限制效率高达66%，也就是双重的。 尽管事实上，在一些实验的一个小节约能源是能够观察上的元素热的运营商仍而不是假设的。

科学家从普渡大学和美国国家可再生能源实验室(美国)作出了贡献，该项研究的一个新的有希望的类的光伏电池的基础上钛矿和表明该因素的热载不仅必须增加生活的时间(可达100微微秒)，但是能够"运行"重大的距离的几百米(相当于半导体层的厚度).

有机金属得到了钛矿其名称从其晶体结构。 它基本上遵循的结构的自然钛矿矿物，或钛酸钙的。 化学，它们构成了一个混合的卤化的铅和有机的阳离子。 作者使用的共同钛矿基于导致碘化物和甲胺。 基于这样的事实，在钛矿生的热载的是显着增加，比较与其他半导体，提交人决定找出在什么样的距离，你可以转移的热载在他们的冷却。 使用超速度的显微镜、研究人员能够直接观察的运输热载在薄膜中的钛矿高空间和时间分辨率。

 

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运输热载于半导体内的第一皮秒后激励

原来，对缓慢的冷却在钛矿相关的范围，这相当于600纳米。 这意味着荷载有多余的能量是理论上能够克服的半导层和达到极的，也就是说，它能够收集(虽然这在技术上是可行的，提交人没有讨论的)。 因此，太阳能电池热水的载体可能能够实现，基于钛矿的。

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迄今为止，最大效率，达到了46%，是所记录的多部门多层光伏电池，其中包括砷化镓、铟、锗磷的内含物。 这样的半导体使用的光更有效地吸收不同部分的频谱。 他们的生产是非常昂贵，因此这些项目只用于航空航天工业。 以前我们还写的关于细胞基于碲化镉，可能产生于形成一个灵活和薄膜。 尽管事实上的总体贡献的电力生产的太阳能不超过1％，增长速度可以被称为爆炸性的。 特别感兴趣的是使用可再生太阳能的国家，如印度和中国。 谷歌在2016年底时说，今年将完全切换到可再生能源。

目前正在日常生活中是主要硅太阳能电池，实际效率是10-20%。 细胞的基础上出现了钛矿少于10年前立即召集的当之无愧的兴趣。 效率，这样的元件迅速增加，几乎达到25%，这相当有更好的硅电池。 此外，它们非常简单的制造。 尽管科技取得成功，物理原理的钛矿元素相对较少的研究，以讨论工作的科学家从美国的重要贡献的根本基础的太阳能光伏，当然，需要的前景进一步提高效率的太阳能电池。 出版

 

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资料来源://phys.org/news/2017-04-crystalline-material-silicon-efficiency-solar.html