以新质料作为活性层的薄膜太阳能电池示用意。图片来历：理海年夜学
据最新一期《科学进展》杂志报导，美国理海年夜学研究职员开发出一种新质料，可年夜幅提高太阳能电池板效率。使用该质料作为太阳能电池活性层的原型体现出80%的平均光伏接收率、高光生载流子天生率和高达190%的外量子效率(EQE)。这一指标远远跨越了冲破硅基质料的肖克利-奎瑟理论效率极限，并将光伏量子质料范畴推向新高度。
研究职员暗示，这项事情代表着于理解以及开发可连续能源解决方案的一次庞大奔腾。将来，这类立异要领将从头界说太阳能的效率以及可及性。
该质料效率的晋升很年夜水平上归因在怪异的 中间能带态 ，即位在质料电子布局内的特定能级。这使其成为太阳能转换的抱负选择。
这些态的能级处在最好子带隙内(质料可有用接收太阳光并孕育发生载流子的能量规模)，约为0.78至1.26电子伏特。此外，该质料于电磁波谱的红外以及可见光区域具备高接收程度。
于传统太阳能电池中，最年夜EQE为100%，代表从太阳光接收的每一个光子孕育发生并����网络一个电子。然而，已往几年开发的一些进步前辈质料以及布局已经经证实可以或许从高能光子中孕育发生以及网络多个电子，也就是说EQE可以跨越100%。虽然这类多重激子孕育发生质料还没有广泛贸易化，但它们具备极年夜提高太阳能体系效率的潜力。
于新质料中， 中间能带态 可以或许捕捉传统太阳能电池掉去的光子能量。研究职员哄骗 范德华间隙 ，即层状二维质料之间的原子级小间隙，开发了这类新型质料。这些间隙可以限定份子或者离子，质料科学家凡是使用它们来插入或者嵌入其他元素，以调解质料特征。
为了开发新质料，研究职员将零价铜原子插入到由硒化锗以及硫化锡构成的二维质料层之间。随后，他们开发出可作为观点证实的原型。成果发明，其倏地相应以及提高效率无力地证实了铜插层作为量子质料于光伏运用中的潜力，这为提高太阳能转换效率提供了一条新路子。
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