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荷蘭戴夫特理工大學(xué)和物質(zhì)基礎研究基金會(huì )研究人員發(fā)現,非常小的特定半導體晶體會(huì )產(chǎn)生電子的“雪崩效應”。這種物理效應為生產(chǎn)廉價(jià)的、高輸出功率的太陽(yáng)能電池鋪平了道路。該發(fā)現發(fā)表在近期出版的《納米通訊》期刊上。
太陽(yáng)能電池為未來(lái)大規模發(fā)電提供了巨大商機,但目前大部分太陽(yáng)能電池的輸出功率相對較低,典型的輸出效率在15%左右,而且制造成本不菲。
這一發(fā)現或許將衍生出使用半導體納米晶體(晶體尺寸在納米范圍內)制造的新型太陽(yáng)能電池。在傳統的太陽(yáng)能電池中,1個(gè)光子只能精確地釋出1個(gè)電子,而某些半導體納米晶體中,1個(gè)光子可釋出2個(gè)或3個(gè)電子,這就是所謂的“雪崩效應”。這些釋出的自由電子能夠確保太陽(yáng)能電池運作并提供電力。釋出的電子越多,太陽(yáng)能電池的輸出功率也越大。這在理論上導致由半導體納米晶體正確組成的太陽(yáng)能電池的最大輸出能源效率將能達到44%,并且有助于減少生產(chǎn)成本。
美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗室的研究人員于2004年首次測量了“雪崩效應”。自那時(shí)起,科學(xué)界一直懷疑這些測量法的價(jià)值以及“雪崩效應”的真實(shí)性?,F在,戴夫特理工大學(xué)勞倫斯·希波里斯教授證明了“雪崩效應”確實(shí)發(fā)生在硒化鉛納米晶體中。雖然研究表明此材料的“雪崩效應”比之前所假設的要小,但得益于利用超快激光法進(jìn)行更謹慎、更詳細的測量,希波里斯得出的結果比其他科學(xué)家要更可靠。