莱斯大学的工程团队近日开发了一种新型二维涂层的过氧化物化合物，不仅能够在严苛环境下经受更长时间的磨损，更能将光伏效率提高 18%，而且对环保也非常友好。目前光伏市场的优化通常在个位数，因此 18% 的提升是非常可观、惊人的。


该团队成员 Aditya Mohite 表示：“在过去 10 年里，过氧化物的效率已经从大约 3% 飙升到 25% 以上。其他半导体花了大约60年时间才达到这个水平。这就是为什么我们如此兴奋”。这项研究发表在《Nature Nanotechnology》上。



过氧化物是具有立方体晶体格的化合物，是高效的光收集器。它们的潜力多年来一直为人所知，但它们提出了一个难题：它们善于将太阳光转化为能量，但阳光和水分会使它们退化。


化学和生物分子工程以及材料科学和纳米工程的副教授 Mohite 说：“一项太阳能电池技术预计可以工作20到25年。我们已经工作了很多年，并继续使用大块过氧化物，它们非常有效，但不那么稳定。相比之下，二维过氧化物具有巨大的稳定性，但效率不够高，无法放在屋顶上”。


莱斯大学的工程师和来自普渡大学和西北大学、美国能源部国家实验室旗下 Los Alamos、Argonne 和 Brookhaven，以及位于法国 Rennes 的电子和数字技术研究所（INSA）的人合作，在某些二维过氧化物中，阳光能有效地缩小原子之间的空间，提高它们携带电流的能力。


Mohite 说：“我们发现，当你点燃这种材料时，你会像海绵一样挤压它，使各层聚集在一起，以增强该方向的电荷传输。研究人员发现，在上面的碘化物和下面的铅之间放置一层有机阳离子，增强了各层之间的相互作用”。


Mohite 说：“这项工作对研究激发态和准粒子有重大意义，其中正电荷位于一层，负电荷位于另一层，它们可以相互交谈。这些被称为激子，它们可能具有独特的特性。这种效应使我们有机会了解和定制这些基本的光-物质相互作用，而不需要创建复杂的异质结构，如堆叠的二维过渡金属二氯化物”。