.){kind=link}
賓夕法尼亞大學的科學家用一種非典型材料——傳統的二維過渡金屬二硫化物 (DPM)——製造太陽能電池。 這些材料將光轉化為電能的效率相對較低，但它們比現代矽光電面板輕一百倍。 對於空間而言，重量輕是決定性的優勢。 但是在帶有 DPM 的面板上仍有工作要做。
DPM 薄膜的厚度不超過幾個原子。 這比現代照片面板中的矽或砷化鎵層薄幾個數量級。 這將使 DPM 太陽能電池的重量減輕一百倍或更多成為可能。 為了擴大人類在太空中的存在——在軌道上、在月球和其他行星上——從地球運輸的貨物的重量將是至關重要的。 時候到了，太空能源中的矽將不得不被拋棄。 然後，研究人員確信，由過渡金屬的二硫化物製成的光面板的黃金時代將會到來。
然而，DPM 材料有一個明顯的缺點。 迄今為止，在其基礎上創建的所有光電管樣品均顯示出不超過 5% 的效率。 就重量而言，它仍然優於矽，但在理想情況下，必須提高有前途材料的效率，例如，可以通過優化光電池的結構來實現。 這正是賓夕法尼亞大學的科學家所做的，並取得了相當大的成功——他們提出了一種效率為 12% 的 DPM 電池結構。
應該澄清的是，所述效率是在光電管的數字模型上實現的。 研究人員決定不從實驗開始，而是從建模開始，這在一定程度上是有道理的——那樣更便宜、更快。 但基於數字模型和開發的方法，專家們相信他們或他們的同事將能夠在未來四到五年內展示效率至少為 10% 的過渡金屬二硫化物太陽能電池的物理樣品.
科學家們在最新一期的 Device 雜誌上講述了這一發展的秘密在於元素的多層結構（一層薄膜，當光子的多次再反射開始起作用時），以及在電極的設計中，可以有效地控制激子——二維 DPM 結構的主要活性元素。 但這一切還只是紙上談兵。 我們正在等待實際實施。
另請閱讀：