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新工藝讓氧化銅半導(dǎo)體材料更可靠
導(dǎo)讀:隨著大眾對(duì)于環(huán)境保護(hù)的日益重視,圍繞可持續(xù)發(fā)展展開的能源改革在全球范圍內(nèi)開始實(shí)施。其中以光伏為代表的可再生能源應(yīng)用成為了現(xiàn)階段能源改革的重要方向與重心。光伏作為一種目前相對(duì)成熟的技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)無需贅述。但事實(shí)上,這項(xiàng)技術(shù)目前仍存在許多的難點(diǎn)需要解決,而光捕獲材料便是其中之一。
隨著大眾對(duì)于環(huán)境保護(hù)的日益重視,圍繞可持續(xù)發(fā)展展開的能源改革在全球范圍內(nèi)開始實(shí)施。其中以光伏為代表的可再生能源應(yīng)用成為了現(xiàn)階段能源改革的重要方向與重心。光伏作為一種目前相對(duì)成熟的技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)無需贅述。但事實(shí)上,這項(xiàng)技術(shù)目前仍存在許多的難點(diǎn)需要解決,而光捕獲材料便是其中之一。
光捕獲材料是一種能夠吸收和轉(zhuǎn)化光能的特殊材料,其在太陽能電池、熒光共振能量轉(zhuǎn)移、光學(xué)傳感等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。一般來說,理想的光捕獲材料應(yīng)對(duì)不同波長(zhǎng)的光都有良好的響應(yīng),保證各種環(huán)境下都能盡可能的吸收更多的光子,從而實(shí)現(xiàn)更高的光電轉(zhuǎn)換效率。
除此之外,好的光捕獲材料還要能應(yīng)對(duì)外部因素的影響,既要避免天氣、溫度對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響,也要避免極端氣候?qū)Σ牧系奈锢頁p壞。事實(shí)上,這也是目前許多太陽能天池環(huán)境限制大,實(shí)際轉(zhuǎn)化率低于預(yù)期的原因。而目前解決該問題的手段也集中在優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)或者通過復(fù)合和氧化優(yōu)化材料性能上。
就在最近,英國(guó)劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)成功找到了一種新的生產(chǎn)工藝,能夠優(yōu)化光捕獲材料的性能,使其發(fā)揮出更理想的效果。
相關(guān)報(bào)道中提到,目前常用的光伏材料中有一種氧化銅半導(dǎo)體材料,這種材料盡管價(jià)格便宜、儲(chǔ)量豐富且無毒,但是因?yàn)樾阅艽嬖谌毕?,因此無法撼動(dòng)硅材料在光捕獲材料領(lǐng)域中的地位。
但是研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種新的方法改變了這一窘境。研究團(tuán)隊(duì)通過薄膜沉積技術(shù),在常壓室溫下制作氧化銅半導(dǎo)體材料,并通過精確控制腔內(nèi)的生長(zhǎng)和流速,讓氧化銅晶體“轉(zhuǎn)移”到特定方向。這樣得到材料,內(nèi)部的晶體基本上是立方體,這使得電荷會(huì)以體對(duì)角線穿過晶體,電荷移動(dòng)得更快更遠(yuǎn)。電子移動(dòng)得越遠(yuǎn),性能自然就更好了。
實(shí)驗(yàn)也證明,基于這種技術(shù)制造的氧化銅光收集器或光電陰極,與現(xiàn)有最先進(jìn)的氧化物光電陰極相比,性能提高了70%,同時(shí)穩(wěn)定性也大大提高。一定程度上提升了氧化銅半導(dǎo)體材料投入實(shí)際應(yīng)用的可行性。這對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展也有重要的價(jià)值。
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